भौतिकी में, एक सीमा परत
एक सीमा परत तब होती है जब एक द्रव एक निश्चित सतह से बहता है। इसे आम तौर पर द्रव के क्षेत्र के रूप में परिभाषित किया जाता है, जिसका वेग 99% से कम तरल पदार्थ प्रवाह से कम होता है। दूसरे शब्दों में, यह एक गतिमान द्रव का क्षेत्र है जो एक स्थिर सतह द्वारा 1 प्रतिशत से अधिक धीमा हो जाता है। सीमा परत को अलग-अलग व्यवहार प्रदर्शित करने वाले दो क्षेत्रों में प्रवाह को विभाजित करके द्रव यांत्रिकी को बेहतर ढंग से समझने के लिए परिभाषित किया गया है। सीमा परत के अंदर और बाहर के क्षेत्र भी अलग-अलग तरीकों से घर्षण उत्पन्न करते हैं।
वायुगतिकी अनुसंधान में एक प्रारंभिक समस्या जटिल नवियर-स्टोक्स समीकरणों को हल कर रही थी, जो तरल पदार्थ के प्रवाह को नियंत्रित करने के लिए माना जाता है। ऐसे कई मामले हैं जहां नवियर-स्टोक्स समीकरणों के समाधान ज्ञात नहीं हैं। हालांकि, यह देखा गया कि द्रव प्रवाह ने व्यवहार के दो सामान्य तरीकों का प्रदर्शन किया: लामिनायर और अशांत। लामिनार प्रवाह सुचारू और पूर्वानुमान योग्य प्रवाह है, जैसे कि शहद के माध्यम से गिरने वाली गेंद। टर्बुलेंट प्रवाह यादृच्छिक और हिंसक है, जैसे कि आग की नली से बाहर आना।
सीमा परत द्रव प्रवाह के इन दो क्षेत्रों को अलग करती है। सीमा परत के अंदर, प्रवाह मुख्य रूप से लामिना है। इस क्षेत्र में, चिपचिपा तनावों में प्रवाह व्यवहार का बोलबाला है। विस्कोस तनाव एक गुजरने वाली वस्तु के वेग के सीधे आनुपातिक है; एक अत्यधिक चिपचिपा द्रव, शहद की तरह, इसके माध्यम से तेज़ी से आगे बढ़ने वाली वस्तुओं पर बहुत अधिक घर्षण करता है। लामिना का प्रवाह अनियमितताओं के बिना समानांतर लाइनों में बहने वाले तरल पदार्थ की विशेषता है।
सीमा परत के बाहर, द्रव प्रवाह प्रमुख रूप से अशांत है। टर्बुलेंट प्रवाह, चाहे तरल या गैस में हो, समान व्यवहार दिखाता है। कणों की गति और दिशा में अराजक विविधताएं वर्तमान ज्ञान के साथ सटीक भविष्यवाणियों को असंभव बनाती हैं। अशांत प्रवाह में घर्षण का प्रभाव भी लामिना के प्रवाह से अलग होता है। घर्षण आमतौर पर अशांत आहार में द्रव वेग के लिए आनुपातिक नहीं है।
गोल्फ की गेंदों में डिम्पल होने का कारण हवा की सीमा परत से संबंधित है। कम वेग पर, जैसे कि डालने के दौरान, एक पूरी तरह से गोलाकार गोल्फ की गेंद को हवा के घर्षण से ज्यादा समस्या नहीं होगी। उच्च-वेग की उड़ान के दौरान, गोलाकार गोल्फ गेंदों में डिम्पल गेंदों की तुलना में एक बड़ी सीमा परत होती है - जिसका अर्थ है कि अधिक हवा लामिनायर मार्ग से बह रही है। यह लामिना का प्रवाह वास्तव में अशांत प्रवाह की तुलना में अधिक वायु घर्षण का कारण होगा। डिम्प्लेटेड गोल्फ बॉल अपने गोलाकार समकक्षों की तुलना में अधिक उड़ते हैं क्योंकि उनके पास एक छोटी सी सीमा होती है और वे हवा के घर्षण का अनुभव नहीं करते हैं।
