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(1) 代码

clc;clear;Rg = 287; %气体常数（J/(kg·K)） g = 9.8; %重力加速度（m/s^2） waterDensity = 1000; %水的密度（kg/m^3）%对已知实验参数的输入 atmosphericPressure = input('请输入大气压：(Pa)'); temperature = input('请输入温度：(℃)'); KVC = input('请输入流体运动粘性系数：(10^-7m^2/s)'); %Kinematic viscosity coefficient K = input('请输入风洞系数：'); gearFactor = input('请输入微压计所选的档位系数：'); inletVacuum = input('请输入风洞进口处真空度：(mmH2O)'); staticPressure0 = input('请输入流场静压：(mmC2H5OH)');%第一截面实验数据输入 x10 = input('请输入第一截面距前缘的距离：(mm)'); y10 = input('请输入第一截面边界层内距离：(mm)'); micromanometerP10 = input('请输入第一截面用微压计测得的读数数据：(mmC2H5OH)'); transmitterP10 = input('请输入第一截面用压差变送器测得的读数数据：(Pa)'); %Differential pressure transmitter%第二截面实验数据输入 x20 = input('请输入第二截面距前缘的距离：(mm)'); y20 = input('请输入第二截面边界层内距离的数据：(mm)'); micromanometerP20 = input('请输入第二截面用微压计测得的读数数据：(mmC2H5OH)'); transmitterP20 = input('请输入第二截面用压差变送器测得的读数数据：(Pa)');%实验过程中通过计算出来的、不变的数据 airDensity = atmosphericPressure / (Rg * (273.15 + temperature)); %空气密度 staticPressure = atmosphericPressure - gearFactor * staticPressure0 * waterDensity * g * 0.001; %流场静压 x1 = x10 * 0.001; y1 = y10 * 0.001; x2 = x20 * 0.001; y2 = y20 * 0.001; velocityInf = sqrt((0.001 * (2 * K * g * waterDensity * inletVacuum)) / airDensity); fprintf('=>风洞进口流速为：%.3f m/s\n',velocityInf); micromanometerP1 = atmosphericPressure - micromanometerP10 * gearFactor * waterDensity * g * 0.001; transmitterP1 = atmosphericPressure - transmitterP10; micromanometerP2 = atmosphericPressure - micromanometerP20 * gearFactor * waterDensity * g * 0.001; transmitterP2 = atmosphericPressure - transmitterP20;%对第一截面数据进行处理 fprintf('>>>>>>>>>>**第一截面数据计算**<<<<<<<<<<\n'); Re1 = (velocityInf * x1) / (KVC * 1e-7); fprintf('=>雷诺数 Re= %.3f\n',Re1); fprintf('=>微压计实际读数计算出来的绝对压强：(Pa)\n'); disp(micromanometerP1); micromanometerVelocity1 = zeros(1,length(micromanometerP1)); for i=1:length(micromanometerP1)micromanometerVelocity1(i) = sqrt(2 * (micromanometerP1(i) - staticPressure) / airDensity); end fprintf('=>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）\n'); disp(micromanometerVelocity1); transmitterVelocity1 = zeros(1,length(transmitterP1)); for i=1:length(transmitterP1)transmitterVelocity1(i) = sqrt(2 * (transmitterP1(i) - staticPressure) / airDensity); end fprintf('=>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）\n'); disp(transmitterVelocity1); micromanometerVelocityRatio1 = micromanometerVelocity1 / velocityInf; fprintf('=>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的速度比：\n'); disp(micromanometerVelocityRatio1); transmitterVelocityRatio1 = transmitterVelocity1 / velocityInf; fprintf('=>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的速度比：\n'); disp(transmitterVelocityRatio1);%对第二截面数据进行处理 fprintf('>>>>>>>>>>**第二截面数据计算**<<<<<<<<<<\n'); Re2 = (velocityInf * x2) / (KVC * 1e-7); fprintf('=>雷诺数 Re= %.3f\n',Re2); fprintf('=>微压计实际读数计算出来的绝对压强：(Pa)\n'); disp(micromanometerP2); micromanometerVelocity2 = zeros(1,length(micromanometerP2)); for i = 1:length(micromanometerP2)micromanometerVelocity2(i) = sqrt(2 * (micromanometerP2(i) - staticPressure) / airDensity); end fprintf('=>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）\n'); disp(micromanometerVelocity2); transmitterVelocity2 = zeros(1,length(transmitterP2)); for i = 1:length(transmitterP2)transmitterVelocity2(i) = sqrt(2 * (transmitterP2(i) - staticPressure) / airDensity); end fprintf('=>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）\n'); disp(transmitterVelocity2); micromanometerVelocityRatio2 = micromanometerVelocity2 / velocityInf; fprintf('=>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的速度比：\n'); disp(micromanometerVelocityRatio2); transmitterVelocityRatio2 = transmitterVelocity2 / velocityInf; fprintf('=>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的速度比：\n'); disp(transmitterVelocityRatio2);%数据可视化 figure; %第一截面 hold on;grid on; plot(micromanometerVelocityRatio1,y1,'p','markersize',10); %微压计测量所得数据点 plot(transmitterVelocityRatio1,y1,'*','markersize',10); %压差变送器测量所得数据点 micromanometerT1 = 0.5 : 0.01 : 0.95; micromanometerU1 = spline(micromanometerVelocityRatio1,y1,micromanometerT1); micromanometerBLT1 = spline(micromanometerVelocityRatio1,y1,0.93); %Boundary layer thickness fprintf('=>用微压计测量得出的边界层厚度为：%.3f mm\n',micromanometerBLT1 * 1000); plot(micromanometerT1,micromanometerU1,'-.','linewidth',2); %微压计测量拟合曲线。 transmitterT1 = 0.5 : 0.01 : 0.95; transmitterU1 = spline(transmitterVelocityRatio1,y1,transmitterT1); transmitterBLT1 = spline(transmitterVelocityRatio1,y1,0.93); fprintf('=>用压差变送器测量得出的边界层厚度为：%.3f mm\n',transmitterBLT1 * 1000); plot(transmitterT1,transmitterU1,'--','linewidth',2); %压差变送器测量拟合曲线micromanometerY1 = 0 : 0.00001 : transmitterBLT1; micromanometerX1 = ((3 * micromanometerY1 - (micromanometerY1.^3) / (transmitterBLT1^2)).../ (2 * transmitterBLT1)); plot(micromanometerX1,micromanometerY1,'-'); %层流理论曲线transmitterY1 = 0 : 0.00001 : transmitterBLT1; transmitterX1 = (transmitterY1 / transmitterBLT1).^(1/7); plot(transmitterX1,transmitterY1,'-'); %紊流理论曲线title('第一截面边界层速度分布曲线'); xlabel('速度比'); ylabel('离平板壁面距离y（m）'); axis tight; legend('微压计测量所得数据点','压差变送器测量所得数据点','微压计测量拟合曲线','压差变送器测量拟合曲线',...'层流理论曲线','紊流理论曲线','location','northwest');figure; %第二截面 hold on;grid on; plot(micromanometerVelocityRatio2,y2,'p','markersize',10); %微压计测量所得数据点 plot(transmitterVelocityRatio2,y2,'*','markersize',10); %压差变送器测量所得数据点 micromanometerT2 = 0.5 : 0.01 : 0.95; micromanometerU2 = spline(micromanometerVelocityRatio2,y2,micromanometerT2); micromanometerBLT2 = spline(micromanometerVelocityRatio2,y2,0.93); fprintf('=>用微压计测量得出的边界层厚度为：%.3f mm\n',micromanometerBLT2 * 1000); plot(micromanometerT2,micromanometerU2,'-.','linewidth',2); %微压计测量拟合曲线 transmitterT2 = 0.5 : 0.01 : 0.95; transmitterU2 = spline(transmitterVelocityRatio2,y2,transmitterT2); transmitterBLT2 = spline(transmitterVelocityRatio2,y2,0.93); fprintf('=>用压差变送器测量得出的边界层厚度为：%.3f mm\n',transmitterBLT2 * 1000); plot(transmitterT2,transmitterU2,'--','linewidth',2); %压差变送器测量拟合曲线micromanometerY2 = 0:0.00001 : transmitterBLT2; micromanometerX2 = ((3 * micromanometerY2 - (micromanometerY2.^3) / (transmitterBLT2^2))).../ (2*transmitterBLT2); plot(micromanometerX2,micromanometerY2,'-'); %层流理论曲线transmitterY2 = 0 : 0.00001 : transmitterBLT2; transmitterX2 = (transmitterY2 / transmitterBLT2).^(1/7); plot(transmitterX2,transmitterY2,'-'); %紊流理论曲线title('第二截面边界层速度分布曲线'); xlabel('速度比'); ylabel('离平板壁面距离y（m）'); axis tight; legend('微压计测量所得数据点','压差变送器测量所得数据点','微压计测量拟合曲线','压差变送器测量拟合曲线',...'层流理论曲线','紊流理论曲线','location','northwest');%流态分析 fprintf('>>>>>>>>>>**流态分析**<<<<<<<<<<\n'); fprintf('一、对第一截面：\n'); fprintf('1.用雷诺数判定流态：\n'); if micromanometerBLT1 >= 3e6fprintf('=>（用微压计测量所得的数据分析）流动为紊流\n'); elsefprintf('=>（用微压计测量所得的数据分析）流动为层流\n'); end if transmitterBLT1 >= 3e6fprintf('=>（用压差变送器测量所得的数据分析）流动为紊流\n'); elsefprintf('=>（用压差变送器测量所得的数据分析）流动为层流\n'); end fprintf('2.用边界层厚度计算值与理论值比较判定流态：\n'); if abs(micromanometerBLT1 - 5 * sqrt((KVC * 1e-7 * x1) / velocityInf)) < 0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流\n'); elseif abs(micromanometerBLT1 - 0.37 * x1 * ((KVC * 1e-7) / (velocityInf * x1))^0.2)<0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为紊流\n'); elsefprintf('=>测量值与理论值相差较大，无法判定流态！\n'); end if abs(transmitterBLT1 - 5 * sqrt((KVC * 1e-7 * x1) / velocityInf)) < 0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流\n'); elseif abs(transmitterBLT1 - 0.37 * x1 * ((KVC * 1e-7) / (velocityInf*x1))^0.2) < 0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为紊流\n'); elsefprintf('=>测量值与理论值相差较大，无法判定流态！\n'); end fprintf('二、对第二截面：\n'); fprintf('1.用雷诺数判定流态：\n'); if micromanometerBLT2 >= 3e6fprintf('=>（用微压计测量所得的数据分析）流动为紊流\n'); elsefprintf('=>（用微压计测量所得的数据分析）流动为层流\n'); end if transmitterBLT2 >= 3e6fprintf('=>（用压差变送器测量所得的数据分析）流动为紊流\n'); elsefprintf('=>（用压差变送器测量所得的数据分析）流动为层流\n'); end fprintf('2.用边界层厚度计算值与理论值比较判定流态：\n'); if abs(micromanometerBLT2 - 5 * sqrt((KVC * 1e-7 * x2) / velocityInf)) < 0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流\n'); elseif abs(micromanometerBLT2 - 0.37 * x2 * ((KVC * 1e-7) / (velocityInf * x2))^0.2) < 0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为紊流\n'); elsefprintf('=>测量值与理论值相差较大，无法判定流态！\n'); end if abs(transmitterBLT2 - 5 * sqrt((KVC * 1e-7 * x2) / velocityInf)) < 0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流\n'); elseif abs(transmitterBLT2 - 0.37 * x2 * ((KVC * 1e-7) / (velocityInf * x2))^0.2) < 0.1fprintf('=>(用微压计测量所得的数据分析)流动为紊流\n'); elsefprintf('=>测量值与理论值相差较大，无法判定流态！\n'); end

(2) 运行结果

输入： 请输入大气压：(Pa)98700 请输入温度：(℃)26 请输入流体运动粘性系数：(10^-7m^2/s)8.982 请输入风洞系数：1.08 请输入微压计所选的档位系数：0.2 请输入风洞进口处真空度：(mmH2O)22.8 请输入流场静压：(mmC2H5OH)118 请输入第一截面距前缘的距离：(mm)150 请输入第一截面边界层内距离：(mm)[0.45 1.45 2.45 3.45 4.45 5.45 6.45 6.95 7.45] 请输入第一截面用微压计测得的读数数据：(mmC2H5OH)[77.5 55 38.8 26 15 10.5 7.5 6.8 6.4] 请输入第一截面用压差变送器测得的读数数据：(Pa)[164.23 118.72 85.559 56.076 34.772 23.870 21.223 20.668 20.202] 请输入第二截面距前缘的距离：(mm)250 请输入第二截面边界层内距离的数据：(mm)[0.45 1.45 2.45 3.45 4.45 5.45 6.45 7.45 8.45 9.45] 请输入第二截面用微压计测得的读数数据：(mmC2H5OH)[83 64 51 39.8 29 21 14 11 9.8 8] 请输入第二截面用压差变送器测得的读数数据：(Pa)[173.85 129.31 104.47 79.882 55.702 40.633 28.892 22.750 19.701 18.167] 输出： =>风洞进口流速为：20.490 m/s >>>>>>>>>>**第一截面数据计算**<<<<<<<<<< =>雷诺数 Re= 3421782.658 =>微压计实际读数计算出来的绝对压强：(Pa)1.0e+04 *列 1 至 59.8548 9.8592 9.8624 9.8649 9.8671列 6 至 99.8679 9.8685 9.8687 9.8687 =>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）列 1 至 511.7516 14.6568 16.4336 17.7118 18.7408列 6 至 919.1458 19.4111 19.4725 19.5075 =>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）列 1 至 510.8004 13.9937 15.9222 17.4588 18.4898列 6 至 918.9958 19.1166 19.1418 19.1630 =>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的速度比：列 1 至 50.5735 0.7153 0.8020 0.8644 0.9146列 6 至 90.9344 0.9474 0.9504 0.9521 =>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的速度比：列 1 至 50.5271 0.6830 0.7771 0.8521 0.9024列 6 至 90.9271 0.9330 0.9342 0.9353 >>>>>>>>>>**第二截面数据计算**<<<<<<<<<< =>雷诺数 Re= 5702971.096 =>微压计实际读数计算出来的绝对压强：(Pa)1.0e+04 *列 1 至 59.8537 9.8575 9.8600 9.8622 9.8643列 6 至 109.8659 9.8673 9.8678 9.8681 9.8684 =>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）列 1 至 510.9246 13.5696 15.1150 16.3295 17.4207列 6 至 1018.1868 18.8316 19.1013 19.2081 19.3672 =>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的流速：（m/s）列 1 至 59.9957 13.3192 14.8532 16.2294 17.4774列 6 至 1018.2120 18.7644 19.0470 19.1857 19.2551 =>用微压计测量的数据计算得到的边界层内的速度比：列 1 至 50.5332 0.6623 0.7377 0.7970 0.8502列 6 至 100.8876 0.9191 0.9322 0.9375 0.9452 =>用压差变送器测量的数据计算得到的边界层内的速度比：列 1 至 50.4878 0.6500 0.7249 0.7921 0.8530列 6 至 100.8888 0.9158 0.9296 0.9364 0.9398 =>用微压计测量得出的边界层厚度为：5.211 mm =>用压差变送器测量得出的边界层厚度为：5.736 mm =>用微压计测量得出的边界层厚度为：7.133 mm =>用压差变送器测量得出的边界层厚度为：7.491 mm >>>>>>>>>>**流态分析**<<<<<<<<<< 一、对第一截面： 1.用雷诺数判定流态： =>（用微压计测量所得的数据分析）流动为层流 =>（用压差变送器测量所得的数据分析）流动为层流 2.用边界层厚度计算值与理论值比较判定流态： =>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流 =>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流 二、对第二截面： 1.用雷诺数判定流态： =>（用微压计测量所得的数据分析）流动为层流 =>（用压差变送器测量所得的数据分析）流动为层流 2.用边界层厚度计算值与理论值比较判定流态： =>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流 =>(用微压计测量所得的数据分析)流动为层流

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$$参考资料来源$$

《流体力学》.张鸣远.高等教育出版社.

《热与流体实验教程》.王小丹.孟倩.张可.吴青平.唐上朝.西安交通大学出版社.

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$$源码作者：AidenLee$$

$$博客创作：AidenLee$$

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总结

以上是生活随笔为你收集整理的平板边界层内的流速分布实验的全部内容，希望文章能够帮你解决所遇到的问题。

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