Шероховатые и гидравлически гладкие поверхности

Все реальные поверхности обтекаемых тел и стенок каналов в большей или меньшей степени шероховаты. Естественная шероховатость может иметь самые различные размеры, геометрические формы и распределение по поверхности. Это крайне затрудняет её количественную оценку и обобщение результатов исследования её влияния на закон сопротивления (закон трения) и распределение скоростей в пограничном слое.

При ламинарном режиме течения в пограничном слое все шероховатые поверхности имеют такое же сопротивление, как и гладкие, поскольку вязкая жидкость заполняет впадины между бугорками - гребешкам шероховатости, на обтекаемой поверхности и ламинарность течения, а следовательно и распределение скоростей и закон трения не нарушаются.

Критическое число Рейнольдса и сопротивление в переходной области также практически не зависят от шероховатости.

При турбулентном течении в пограничном слое на шероховатой поверхности следует различать три режима:

1) Режим без проявления шероховатости, когда в определенном диапазоне чисел Рейнольдса сопротивления шероховатой и гладкой поверхностей не отличаются. Это наблюдается тогда, когда величина гребешков шероховатости настолько мала, что все они оказываются внутри тонкого ламинарного подслоя, всегда существующего внутри турбулентного пограничного слоя. Таким образом, картина течения у обтекаемой поверхности оказывается схожей с рассмотренным выше ламинарным режимом течения. Такие поверхности называют гидравлически гладкими.