境界層 [英 boundary layer　仏 couche limite　独 Grenzschicht　露 пограничный слой] 水や空気のように粘性の小さい流体では，粘性を無視した完全流体の理論が大体あてはまる．ただ物体表面の近くでは，速度勾配，すなわち渦度が大きく，粘性が無視できない．粘性の小さい流体ではこのような領域がきわめて薄いので，境界層とよばれる．たとえば速度Uの一様な流れの中に，流れに平行に平板をおくと，板の前端からxだけ下流では境界層の厚さはの程度である．νは動粘性率で，空気ではν＝0.15cm²/s，U＝10m/s，x＝10cmとすればδ≃0.04cmとなる(図1)． 一般に*レイノルズ数の大きい流れでは，物体表面に境界層が現われ，その外側では流体は完全流体とみなせる．一般にδ/xは微小量なので，物理量をε＝δ/xのオーダーによって分類し，*ナヴィエ‐ストークス方程式を簡単化した境界層方程式を用いることができる．これを境界層近似(boundary layer approximation)という．*縮まない流体では，境界層内の流れは境界層方程式 　　 と連続の方程式∂u/∂x＋∂v/∂y＝0とで支配される．tは時間，(x，y)は物体表面に平行および直角方向の座標，(u，v)はその各々の方向の速度，ρは密度．またpは圧力で，境界層のすぐ外側の圧力に等しい．この方程式の解はブラシウス(Blasius,H.)が研究した(1907)．境界層内の速度分布をu＝Uf(y/δ)とおき，fはy/δの級数展開で表わされる．これをブラシウスの解とよぶ．物体表面にそい下流に向かって圧力が増している場合，層内の速度分布は図2aのA,B,C,Dのように変化し，境界層はC(剥離点とよぶ)において物体から*剥離する．剥離した境界層はまきこんで大きい渦になったり(図2b)，分裂して多くの小さい渦になったりする． *ヘルムホルツの渦定理によれば，完全流体では渦は発生しないはずであるが，実在の流体では境界層のはがれによって渦の発生が説明される．境界層の概念は1904年にプラントルが導入し，近代流体力学の基礎をつくった．なお，広義の境界層は，流速，温度，電場などが境界の近くの薄い層にわたって激しく変化し，その外側でゆっくり変化する場合をいう． ⇒流体力学， ⇒レイリー問題．