技術士 第一次試験 専門科目 機械部門 流体工学 練習問題 第9問: 物体の表面に沿う流れの境界層に関する次の記述のうち、最も適切なものはどれか。

「下流に向かって圧力が上がる所では、境界層ははく離しやすい」が適切です。NASA Glenn Research Center: Boundary Layer は、境界層の中の流れは主流に比べてエネルギーが低く、圧力の変化に動かされやすいので、物体の表面からはく離することがあると述べています。

同じ資料のとおり、壁面に接する流体は表面に付着して速度が0になり、境界層は低いレイノルズ数で層流、高いレイノルズ数で乱流になります。境界層は粘性の影響が大きい薄い層で、粘性を無視できるのはその外側です。

粘性による速度の変化は下流へ進む時間とともに壁から広がるので、境界層は下流ほど厚くなります。下流に向かって圧力が上がる（逆圧力勾配の）所では、壁の近くの遅い流れが圧力に押し戻されて、境界層がはく離しやすくなります。