平板层流边界层定常流动存在相似性解区域的分析

对于无限薄半有限长度的平板层流，布拉修斯(H．Blasius)等学者得到了全尺寸范围内的相似性解，并与尼古拉兹(J．Nikuradse)的试验数据十分相。但对有限厚度平板，由于边界条件的变化和数学上的困难而未得到其相似性解。本文利用PHOENICS软件和MATLAB软件对无限薄平板和有限厚度平板的层流边界层定常流动过程进行了数值模拟计算，分析了边界层中速度分布存在相似性解的区域。计算和分析表明，对无限薄平板，数值模拟解与布拉修斯解完全吻合，而对有限厚度平板，仅在一定范围内存在相似性解。说明了利用PHOENICS软件对此类流动进行数值模拟计算的适用性和准确性。同时，也显示出采用计算流体力学软件解决流动问题的优越性。