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[[File:Boundarylayer.png|320px|thumb|right|邊界層示意圖，圖中可看出由層流演變為紊流的過程]]
'''邊界層'''，又称'''附面层'''是一個[[流體力學]]名詞，表示[[流體]]中緊接著管壁或其他固定表面的部份。邊界層是由[[黏度|黏滯力]]產生的效應，和[[雷諾數]]Re有關。

一般提到的邊界層是指速度的邊界層。在邊界層外，流體的速度接近定值，不隨位置而變化。在邊界層內，在固定表面上流速為0，距固定表面越遠，速度會趨近一定值。

[[File:Laminar boundary layer scheme.svg|thumb|right|流體速度及自由速度<math>u_o</math>]]

== 邊界層厚度 ==
若流體的速度為<math>u(y)</math>，<math>y</math>為該點和固定表面的距離，而流體在不受黏滯力影響的速度為自由速度<math>u_o</math>，則可依下式定義'''邊界層厚度'''（也稱作速度邊界層厚度）<math>\delta</math>，即速度到達99%自由速度<math>u_o</math>的位置：

:<math> u(\delta) = 0.99 u_o </math>

邊界層厚度越小，邊界層內速度的變化率越大，可以視為速度的擴散率越大。

在[[不可壓縮流]]中，'''位移厚度'''（'''displacement thickness'''）δ<sup>*</sup>或δ<sub>1</sub>可以用以下的方式定義：

:<math> {\delta^*}= \int_0^\infty {\left(1-{u(y)\over u_0}\right)dy}</math>

而在可壓縮流中對應的定義如下（<math>\rho</math>為流體密度）：

:<math> {\delta^*}= \int_0^\infty {\left(1-{\rho u(y)\over \rho_0 u_0}\right)dy}</math>

位移厚度可視為若流體沒有黏滯力，其速度為自由速度<math>u_o</math>，若其流量（可壓縮流中為質量流量）和原來流場的流量相同，流體可以減少的厚度。位移厚度可以量度在一流場中，因黏滯力而減少的流量。

以類似的方式可以定義'''動量厚度'''（'''momentum thickness'''）θ或δ<sub>2</sub>：

:<math>ath> {\delta^*}= \int_0^\infty {\left(1-{\rho u(y)\over \rho_0 u_0}\right)dy}</math>

動量厚度可視為若流體沒有黏滯力，其速度為自由速度<math>u_o</math>，若其總動量和原來流場的動量相同，流體可以減少的厚度。

== 熱傳的邊界層厚度 ==
在[[熱傳導]]中也有熱的邊界層。熱邊界層厚度定義和邊界層厚度類似，是從邊界到溫度為99%原始流體溫度位置的距離。
熱的邊界層厚度越小，表示熱傳的效果越好。

熱傳的邊界層厚度及速度邊界層厚度的關係由[[普兰特尔数]]Pr控制。若 Pr=1，兩者厚度相同；若Pr> 1，熱傳邊界層厚度較薄，熱傳的效果較好；若 Pr < 1，熱傳邊界層厚度較厚，熱傳的效果較差（如空氣）。

== 參考文獻 ==
* A.D. Polyanin and V.F. Zaitsev, ''Handbook of Nonlinear Partial Differential Equations'', Chapman & Hall/CRC Press, Boca Raton - London, 2004. ISBN 1-58488-355-3
* A.D. Polyanin, A.M. Kutepov, A.V. Vyazmin, and D.A. Kazenin, ''Hydrodynamics, Mass and Heat Transfer in Chemical Engineering'', Taylor & Francis, London, 2002. ISBN 0-415-27237-8
* Herrmann Schlichting, Klaus Gersten, E. Krause, H. Jr. Oertel, C. Mayes "Boundary-Layer Theory" 8th edition Springer 2004 ISBN 3-540-66270-7
* John D. Anderson, Jr, "Ludwig Prandtl's Boundary Layer", ''Physics Today'', December 2005
*{{cite book
 | last = Anderson
 | first = John
 | year = 1991
 | title = ''Fundamentals of Aerodynamics''
 | url = https://archive.org/details/fundamentalsofae0000ande_r5a6
 | publisher = McGraw-Hill
 | location = Toronto
 | edition = 2nd edition
 | pages= [https://archive.org/details/fundamentalsofae0000ande_r5a6/page/711 711]–714
 | isbn = 0-07-001679-8
}}

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