OpenCV的主要特点有：1）轻量级而且高效，由一系列C函数和少量C++类构成，其代码都经过优化，可用于实时处理图像。6）提供了面向Intel IPP高效多媒体函数库的接口，可针对Intel CPU优化代码，提高程序性能，如图1-3所示。图1-3 OpenCV与其他视觉函数库的性能比较图中所用的视觉函数库版本分别为OpenCV 1.0测试版，IPP5.0，LTI1.9.14和VXL1.4.0。......
2025-09-29
平板边界层的计算的分析介绍
【摘要】：表11-1 常用外部流动的层流公式11.4.2 平板湍流边界层的计算公式对于在临界雷诺数以下的流体流动状态为层流，超过临界雷诺数的流动状态视为湍流边界层。根据实验发现，只要不发生显著的分离现象，曲面情形的摩擦阻力和平板情形差不多，所以平板湍流边界层的研究结果可用于近似计算船体、机翼、机身、叶轮机械叶片的摩擦阻力。
11.4.1 平板层流边界层的计算公式
对于流体流速较低的平板流动问题，平板边界层内的流体流动状态均为层流，在工程计算中，平板层流边界层常见的计算包括边界层内部的速度分布、边界层厚度、壁面剪应力以及流动阻力等。相关公式如表11-1所示。
表11-1 常用外部流动的层流公式
11.4.2 平板湍流边界层的计算公式
对于在临界雷诺数以下的流体流动状态为层流，超过临界雷诺数的流动状态视为湍流边界层。流体在平板湍流区的纵向运动是湍流边界层中最简单也是最重要的情况。根据实验发现，只要不发生显著的分离现象，曲面情形的摩擦阻力和平板情形差不多，所以平板湍流边界层的研究结果可用于近似计算船体、机翼、机身、叶轮机械叶片的摩擦阻力。实验证明，普朗特在假定平板边界层内的速度分布规律与圆管（湍流水力光滑区）相同的情况下，推导的摩擦系数Cf近似计算公式得到的结果与实验获得的数据非常吻合，相关公式如表11-2所示。
通过实验、如表11-2所示湍流计算公式与如表11-1所示的层流计算公式比较后发现，流体在湍流流动时的阻力远比其在层流流动时的来得大，其原因在于湍流边界层底部的法向速度梯度远比层流边界层底部的法向速度梯度来得大，而且流体在湍流内还会因为气流扰动造成的横向运动产生附加的剪应力。这也是为什么高亚声速飞机多采用层流翼型（Laminar airfoil）来减少翼型的摩擦阻力的缘故，其外形如图11-7所示。
表11-2 常用的外部流动的湍流公式
图11-7 层流翼型的外形
11.4.3 平板混合边界层
对于一定流速流体在平板流动的过程，边界层内的流动状态并非一开始就直接成为湍流，它必须由层流边界层经过渡区转变成湍流边界层，也就是边界层内的流动区域包含了层流区、过渡区和湍流区三种类型，而过渡区对应的边界层即称为混合边界层，如图11-8所示。(https://www.chuimin.cn)
图11-8 平板混合边界层的示意图
混合边界层内的流动十分复杂，再加上过渡区的流动状态极不稳定，只要外界稍有扰动，就有可能转变为湍流，所以混合边界层内流动在工程上归属于湍流问题。混合边界层摩擦系数Cf值以湍流边界层的摩擦系数计算近似公式为基础配合实验数据加以修正后计算。研究指出，临界雷诺数为 3× 1 05 ＜ Rexc＜ 107，平板混合边界层的摩擦系数值近似公式为Cf=
与Cfn分别为雷诺数、湍流边界层的摩擦系数和层流边界层的摩擦系数，常用的A值与Rex的对应关系如表11-3所示。
表11-3 常用的A值与雷诺数Rex的对应关系表
【例11-1】
有一块长l=1 m，宽 b= 0.5 m 的平板在水中沿长度方向以 u0=0.45 m/s 的速度运动，水的运动黏度 v =10 - 6 m2/s ，密度 ρ= 1 000 kg/m3，临界雷诺数 Rec=5× 1 05，问平板在运动时流体的流动状态是什么以及平板受到的阻力是多少？
【解答】
【例11-2】
有一块长l=5 m，宽b=2 m的平板在空气中沿长度方向以 u0=2.42 m/s 的速度运动，空气的运动黏度 v =10 - 5 m2/s ，密度 ρ= 1.2 kg/m3，临界雷诺数 Rec=5× 1 05，问平板在运动时流体的流动状态是什么，边界层转捩长度xc、平板摩擦阻力系数以及受到的阻力是多少？
【解答】
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2025-09-29
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