研究表明，現有的描述流動特性的公式被簡化了

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現在大多數傳熱學中都將流動描述為兩個不同的區域，這些區域被一個突然的過渡分開，但實際上卻存在三個不同的區域。研究人員說，一個較長的過渡區與第一和最後一個區一樣重要。

當水或空氣開始沿平坦的固體薄片流動時，會形成薄的邊界層。在該層內，最靠近表面的部分由於摩擦幾乎沒有移動，位於其上方的部分流動得更快一些，依此類推，直到其以原始流的全速運動為止。跨越薄邊界層的速度的這種逐漸穩定的增長稱為層流。但是，隨著進一步的下降，氣流發生變化，分解為混亂的渦流，稱為湍流。

邊界層的屬性決定了流體的傳熱能力，這對於許多冷卻過程（例如高效能計算機，海水淡化廠或發電廠冷凝器）至關重要。

一般計算這種流動的特性，就會按照從層流突然變成湍流來計算。但是麻省理工學院的約翰·利恩哈德（John Lienhard）教授對已釋出的實驗資料進行了仔細的分析，發現圖片忽略了流動過程的重要部分。研究結果發表在“Journal of Heat Transfer”上。

利恩哈德（Lienhard）對傳熱資料的評論顯示，層流和湍流之間存在明顯的過渡帶。該過渡區對熱流的阻力在其他兩個區之間逐漸變化，並且該區與在其之前的層流區一樣長且與眾不同。

Lienhard說，這些發現可能會對從用於脫鹽或其他工業規模過程的熱交換器的設計到了解透過噴氣發動機的空氣流動等所有方面產生影響。

Lienhard指出，實際上，儘管如此，大多數從事此類系統工作的工程師都知道存在一個較長的過渡區。現在，透過闡明和量化過渡，該研究將有助於使理論與現實世界的工程實踐保持一致。他說：“在過去的60或70年中，傳熱學的教科書一直採用的是從層流轉到湍流的直接過渡方式。”

理解沿平面流動的基本公式是所有更復雜流動情況的基本基礎，例如彎曲飛機機翼或渦輪葉片上的氣流，或者當航天器重新進入大氣層時對其進行冷卻。利恩哈德說：“ 平坦的表面是瞭解任何事物如何工作的起點。”

平面理論是由德國研究員恩斯特·波爾豪森（Ernst Pohlhausen）於1921年提出的。但是即使如此，“實驗室實驗通常與理論所假設的邊界條件不符。實驗室中可能具有倒圓的邊緣或溫度不均勻，因此1940、50和60年代的研究人員經常“調整”他們的資料，以迫使人們同意這一理論。” 本來很好的資料與該理論之間的差異也導致了傳熱文獻專家之間的激烈爭論。

利恩哈德（Lienhard）發現，英國航空部的研究人員在1931年發現並部分解決了表面溫度不均勻的問題。

利恩哈德說，研究人員數十年來已經知道過渡起著重要作用。他說：“我想用這些方程式繪製資料。這樣一來，學生就可以看到方程式的工作效果如何。直到1930年，我一直在研究實驗文獻。收集這些資料使我們很清楚：傳熱學教科書的內容過於簡單了。” 流體流動描述中的差異意味著有時無法進行傳熱計算。

現在，透過這種新的分析，工程師和學生將能夠在非常廣泛的流動條件和流體中準確地計算溫度和熱流動，Lienhard說。

論文標題為《Heat Transfer in Flat-Plate Boundary Layers： A Correlation for Laminar， Transitional， and Turbulent Flow》。