又稱流動(dòng)邊界層、附面層，粘性流體流動(dòng)時(shí)，在固體表面上形成的具有很大速度梯度的薄層。邊界層概念是1904年德國(guó)學(xué)者L.普朗特在海德堡舉行的第三屆國(guó)際數(shù)學(xué)家大會(huì)上提出的。他在《具有很小摩擦的流體流動(dòng)》一文中指出：“沿固體壁面的流動(dòng)，可分成兩個(gè)區(qū)域，在表面附近的薄層部分，流體中的內(nèi)摩擦即粘性起重要作用；在該層以外的其余部分，粘性可以忽略?！币簿褪钦f，在邊界層以內(nèi)的流體是粘性流體，可用納維-斯托克斯方程（見運(yùn)動(dòng)方程）描述；在邊界層以外的流體，可視為理想流體，用歐拉方程描述。自此以后，在流體力學(xué)研究中長(zhǎng)期存在的兩條基本途徑，即從經(jīng)驗(yàn)角度研究有粘性的實(shí)際流體和從理論角度研究無(wú)粘性理想流體，得到了統(tǒng)一。普朗特的這篇論文是創(chuàng)立邊界層理論的起點(diǎn)。邊界層理論是研究邊界層中粘性流體運(yùn)動(dòng)規(guī)律的理論，既適用于處理流體沿固體壁面的流動(dòng)，也用于研究無(wú)壁面的自由湍流（如射流）。它是研究粘性流體流動(dòng)的動(dòng)量傳遞、熱量傳遞和質(zhì)量傳遞的理論基礎(chǔ)。
壁面上邊界層的發(fā)展 當(dāng)流速u均勻的流體繞固體表面流動(dòng)時(shí)，與壁面直接接觸的流體質(zhì)點(diǎn)受到阻滯，速度降為零。由于有內(nèi)摩擦作用，相鄰流體層的速度減慢，這種影響，由壁面逐層達(dá)到流體內(nèi)部，并沿流動(dòng)方向不斷發(fā)展，形成了邊界層（圖1）。通常將速度ux為99％外流速度（即流速u）的流體層，定為邊界層的外邊界，外邊界至壁面的距離，即為邊界層的厚度δ。
邊界層厚度沿流體流動(dòng)方向不斷增加，但相對(duì)于流體經(jīng)過表面的長(zhǎng)度來(lái)說，最大的厚度仍是很小的。對(duì)于有限長(zhǎng)的物體，邊界層厚度約為0.1～10mm。邊界層中的流體速度，在很短距離內(nèi)從零急劇增長(zhǎng)到相當(dāng)于外流速度的數(shù)量級(jí)，速度梯度很大。因此，在邊界層內(nèi)，粘性作用不能忽略，這是流體運(yùn)動(dòng)經(jīng)受阻力的原因。
邊界層中的流動(dòng)狀態(tài) 邊界層中的流動(dòng)狀態(tài)分為層流和湍流。邊界層剛形成時(shí)，厚度很小，一般是層流；經(jīng)過一段距離，就可能發(fā)展為湍流。流動(dòng)狀態(tài)的轉(zhuǎn)變?nèi)Q于雷諾數(shù)Re，對(duì)于繞平板的流動(dòng)，雷諾數(shù)Re=xuρ/μ。式中x為離平板前緣的距離；u為外流速度；ρ為流體的密度；μ為流體的動(dòng)力粘度。此時(shí)臨界雷諾數(shù)的范圍約為105～3×106。在一定x處，邊界層的厚度δ隨雷諾數(shù)的增加而減薄。在層流狀態(tài)下：
在湍流狀態(tài)下：
邊界層分離 考察流體繞圓柱體(圖2中ABCD截面）
的流動(dòng)可看到:邊界層由A點(diǎn)（稱駐點(diǎn)）開始形成，沿流動(dòng)方向不斷增厚；在圓柱體的前半部，通道逐漸縮小根據(jù)伯努利方程流體速度u增大而壓力p減小，邊界層中的流體在順壓作用下向前流動(dòng)；在柱體后半部，從B點(diǎn)開始，通道逐漸擴(kuò)大，流體速度降低，壓力增加，沿流動(dòng)方向產(chǎn)生了逆壓，阻礙流體前進(jìn)；邊界層流體在粘性摩擦和逆壓的雙重作用下，動(dòng)能不斷下降，到C點(diǎn)消耗殆盡，壁面附近的流體速度降為零。離壁面稍遠(yuǎn)的流體質(zhì)點(diǎn)，受外流帶動(dòng)，具有較大的動(dòng)能，流過較長(zhǎng)的距離直至C′點(diǎn)速度方降為零。CC′以下的流體，在逆壓作用下發(fā)生了倒流，并將相鄰流體外擠，形成脫離圓柱體的邊界層，這一現(xiàn)象稱邊界層分離，C點(diǎn)稱分離點(diǎn)。倒流的流體與CC′以外繼續(xù)前進(jìn)的流體之間產(chǎn)生大量旋渦，構(gòu)成尾渦區(qū)。尾渦區(qū)壓力低，使圓柱體前部和后部的壓力分布不對(duì)稱，這就形成了壓差阻力。不同雷諾數(shù)下的壓力分布由實(shí)驗(yàn)測(cè)出（圖3）。
邊界層理論的應(yīng)用 普朗特首創(chuàng)邊界層理論以來(lái)，經(jīng)過他的學(xué)生以及其他學(xué)者的共同努力，從二維定態(tài)層流流動(dòng)的研究開始，發(fā)展成完整的粘性流體力學(xué)。該理論的主要內(nèi)容包括二維、三維層流邊界層，自由剪切湍流（見射流），壁面剪切湍流，可壓縮流體邊界層，分離流等。
邊界層理論應(yīng)用的突出成就，是闡明了流動(dòng)阻力的機(jī)理，為計(jì)算流動(dòng)阻力以及設(shè)法減小流動(dòng)阻力提供了理論依據(jù)。進(jìn)一步與傳熱、傳質(zhì)和化學(xué)反應(yīng)的研究結(jié)合起來(lái)，在流動(dòng)邊界層概念的基礎(chǔ)上，還提出了溫度邊界層、濃度邊界層和反應(yīng)邊界層等理論。應(yīng)用邊界層理論可以計(jì)算粘性流體運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度分布，這為闡明傳熱和傳質(zhì)機(jī)理，計(jì)算溫度分布、濃度分布、傳熱分系數(shù)、傳質(zhì)分系數(shù)及反應(yīng)速率奠定了基礎(chǔ)；同時(shí)也為傳熱、傳質(zhì)等過程的強(qiáng)化指明了方向。
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