水流阻力(flow resistance)水流與物體作相對運動時，物體與水流接觸面上的作用力沿運動方向的分力。水流阻力是相鄰液層間的摩擦切力。這際液體流動時，由於液體具有粘滯性，緊貼固體壁面的液體質點將貼上附在壁面上，液體流速從固體壁面上零值增加到主流流速，形成一定的流速梯度。
基本介紹
- 中文名：水流阻力
- 外文名：flow resistance
- 具有：粘滯性
- 定義：鄰液層間的摩擦切力
- 液體質點：貼上附在壁面上
- 學科：水利工程
簡介,形成原因及構成,水流阻力類型,造成的影響,減小阻力的措施,
簡介
水流阻力(flow resistance)水流與物體作相對運動時，物體與水流接觸面上的作用力沿運動方向的分力。水流阻力是相鄰液層間的摩擦切力。這際液體流動時，由於液體具有粘滯性，緊貼固體壁面的液體質點將貼上附在壁面上，液體流速從固體壁面上零值增加到主流流速，形成一定的流速梯度。根據牛頓內摩定律，這種流速梯度的存在，便會引起相鄰液層間的摩擦切力，即水流阻力。
形成原因及構成
由於水流的黏滯性，固體壁面具有無滑移條件。黏附於固體壁面的流體質點與固體壁面之間並無相對運動，而是這一層流體質點與其鄰近流體質點之間存在相對運動，可見摩擦力存在於流體內部為內摩擦力。最靠近物面處水流的內壁摩擦力的合力形成水流與物面之間的摩擦阻力。
繞物體運動的水流邊界層發生分離時，分離點上游將形成一個低壓旋禍區，稱為尾跡。與理想流體繞流相比，物體在這一區域接觸面上的壓強將有所降低。實際水流中繞流物體上游面與下游面的壓差，形成了壓差阻力。邊界層的分離與接觸面上的壓強分布主要決定於物體本身的形狀，因而壓差阻力也可稱為形狀阻力。
摩擦阻力與形狀阻力組成繞流阻力。對於流線型物體，邊界層將不發生分離或分離點已靠近物體的尾部,尾跡區域減小，從而形狀阻力減小，摩擦阻力在繞流阻力中將占主要地位。對於非流線型物體特別是鈍形物體，形狀阻力成為繞流阻力的主要部分。
有限翼展翼型或其他非二維物體在水流繞流中產生舉力時，翼型後面將形成沿流動方向向下游伸展的尾渦(自由渦)。由尾渦誘導而產生下洗流動，從而產生沿流動方向的阻力稱為誘導阻力。
物體在水流中的加速運動或水流繞物體的不恆定流動，都會由於水流的慣性而產生附加的阻力，通常用某個假設的附加質量與物體加速度的乘積表示。這個附加阻力稱為慣性阻力。
物體在具有自由水面的水中運動時，物體後生成重力波，為維持重力被作功所引起的阻力稱為被阻。例如船舶在水面上航行時產生水波，由此而產生的阻力稱為興被阻力。
水流阻力類型
沿程阻力——流動中水流內摩擦力（黏性力）。
局部阻力——局部邊界突變引起流速突變產生的慣性力（如斷面突大突小或閘閥等）。
造成的影響
造成了水頭損失，實際流體在管內流動時，由於粘性的存在，總要產生能量損失。產生能量損失的原因和影響因素很複雜，通常可包括粘性阻力造成的粘性損失和局部阻力造成的局部損失兩部分。
減小阻力的措施
（一）針對沿程阻力的措施：
1.降低壁面的粗糙度；
2.用柔性邊壁代替剛性邊壁。
（二）針對局部阻力的減阻措施：
1.壁面漩渦區的產生；
2.減小漩渦區的大小或強度。
