单选题
紊流附面层的摩擦阻力要比层流附面层的摩擦阻力( )。
A
相同
B
大
C
小
答案解析
正确答案:B
解析:
**解析:**
在流体力学中,附面层(边界层)的流动状态主要分为层流和紊流(湍流)两种,它们对物体表面产生的摩擦阻力有显著差异:
1. **速度梯度与剪切应力**:
* **层流附面层**:流体分层流动,各层之间互不混合。靠近壁面的速度分布较为平缓,速度梯度($\frac{du}{dy}$)相对较小。根据牛顿内摩擦定律 $\tau = \mu \frac{du}{dy}$,壁面处的剪切应力较小,因此摩擦阻力较小。
* **紊流附面层**:流体微团发生剧烈的横向混合和脉动。虽然紊流核心区的速度分布较均匀,但在极靠近壁面的“粘性底层”之外,动量交换非常剧烈,导致整体上的平均速度梯度在壁面附近比层流更大。这种强烈的动量交换使得壁面处的剪切应力显著增加,从而产生更大的摩擦阻力。
2. **能量耗散**:
紊流由于存在大量的涡旋运动和脉动,其内部能量耗散远大于层流,这也表现为更大的阻力。
**结论:**
在相同的雷诺数和几何条件下,紊流附面层的壁面剪切应力大于层流附面层,因此其摩擦阻力要比层流附面层的摩擦阻力**大**。
故正确答案为 **B**。
相关知识点:
紊流附面层摩擦阻力更大
题目纠错
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