边界层

边界层，又称附面层是一个流体力学名词，表示流体中紧接着管壁或其他固定表面的部分。边界层是由黏滞力产生的效应，和雷诺数Re有关。

边界层示意图，图中可看出由层流演变为紊流的过程

一般提到的边界层是指速度的边界层。在边界层外，流体的速度接近定值，不随位置而变化。在边界层内，在固定表面上流速为0，距固定表面越远，速度会趋近一定值。

流体速度及自由速度

u_{o}

边界层厚度

若流体的速度为 $u(y)$ ， $y$ 为该点和固定表面的距离，而流体在不受黏滞力影响的速度为自由速度 $u_{o}$ ，则可依下式定义边界层厚度（也称作速度边界层厚度） $\delta$ ，即速度到达99%自由速度 $u_{o}$ 的位置：

u(\delta )=0.99u_{o}

边界层厚度越小，边界层内速度的变化率越大，可以视为速度的扩散率越大。

在不可压缩流中，位移厚度（displacement thickness）δ^*或δ₁可以用以下的方式定义：

{\delta ^{*}}=\int _{0}^{\infty }{\left(1-{u(y) \over u_{0}}\right)dy}

而在可压缩流中对应的定义如下（ $\rho$ 为流体密度）：

{\delta ^{*}}=\int _{0}^{\infty }{\left(1-{\rho u(y) \over \rho _{0}u_{0}}\right)dy}

位移厚度可视为若流体没有黏滞力，其速度为自由速度 $u_{o}$ ，若其流量（可压缩流中为质量流量）和原来流场的流量相同，流体可以减少的厚度。位移厚度可以量度在一流场中，因黏滞力而减少的流量。

以类似的方式可以定义动量厚度（momentum thickness）θ或δ₂：

ath>{\delta ^{*}}=\int _{0}^{\infty }{\left(1-{\rho u(y) \over \rho _{0}u_{0}}\right)dy}

动量厚度可视为若流体没有黏滞力，其速度为自由速度 $u_{o}$ ，若其总动量和原来流场的动量相同，流体可以减少的厚度。

在热传导中也有热的边界层。热边界层厚度定义和边界层厚度类似，是从边界到温度为99%原始流体温度位置的距离。热的边界层厚度越小，表示热传的效果越好。

热传的边界层厚度及速度边界层厚度的关系由普兰特尔数Pr控制。若 Pr=1，两者厚度相同；若Pr> 1，热传边界层厚度较薄，热传的效果较好；若 Pr < 1，热传边界层厚度较厚，热传的效果较差（如空气）。

A.D. Polyanin and V.F. Zaitsev, Handbook of Nonlinear Partial Differential Equations, Chapman & Hall/CRC Press, Boca Raton - London, 2004. ISBN 0-07-001679-8.