(Fr.: couche limite; Du.: Grenzschicht; Eng.: boundary layer), in de dynamica een dunne laag in een vloeistofof gasstroming nabij de wand van een lichaam, waarin de stroomsnelheid in belangrijke mate wordt beïnvloed door de viscositeit van de vloeistof of van het gas.
Voor media met een geringe viscositeit blijkt bij voldoend hoge stroomsnelheden de invloed van de viscositeit in de stroming om een slank lichaam beperkt te blijven tot een dunne laag nabij de wand van het lichaam (de grenslaag); voor het stroomveld buiten deze laag is de invloed van de viscositeit van weinig belang, zodat deze buitenstroming in vele gevallen met de potentiaaltheorie kan worden berekend, waarna de grenslaag afzonderlijk met de door Prandtl ontwikkelde grenslaagtheorie kan worden bepaald. In de grenslaag neemt de stroomsnelheid af van de waarde v in de buitenstroming tot nul op de wand als gevolg van de afremming door schuifkrachten in de stroming. In een laminaire grenslaag is de wisselwerking tussen de lagen in de stroming uitsluitend het gevolg van de moleculaire beweging en worden de schuifkrachten per oppervlakte gegeven door de vergelijking van Newton:
τ = μ du/dy
waarin μ de dynamische viscositeit. Doordat deze in de grenslaag groot is, spelen juist in deze laag de schuifkrachten ook bij een kleine viscositeitscoëfficiënt een belangrijke rol.
In een turbulente grenslaag heeft de snelheid van deeltjes van macroscopische grootte ook componenten loodrecht op de stroomsnelheid, die belangrijk zijn, waardoor de optredende schuifkrachten veel groter zijn. Daardoor oefent de buitenstroming een grotere meeslepende werking op de grenslaagstroming uit, waardoor het verloop van de snelheid als functie van y in de turbulente grenslaag een boller profiel heeft dan in de laminaire grenslaag.
De waarde τw van de schuifspanning aan de wand (y = 0) bepaalt de wrijvingsweerstand die een lichaam in de stroming ondervindt. Dicht bij de wand dempt de turbulente beweging in de grenslaag uit en treedt ook bij de turbulente grenslaag een zeer dunne laminaire sublaag op. De snelheidsgradiënt daarin is belangrijk hoger dan in de laminaire grenslaag, zodat ook de wrijvingsweerstand van een lichaam met een turbulente grenslaag belangrijk hoger is. Een belangrijke parameter voor de beschrijving van het gedrag van viskeuze stromingen en van grenslagen is het getal van Reynolds (zie Viscositeit; Modeltheorie). Voor de dikte δ van de laminaire grenslaag op een vlakke plaat zonder invalshoek op een afstand x van de neus van de plaat kan bijv. worden afgeleid:
δ/x = 5,2 √(v/vx) = 5,2/√Reₓ
waarbij Rex het getal van Reynolds is, betrokken op de afstand x, en v de kinematische viscositeit.
In het omslagpunt slaat de grenslaag om in de turbulente toestand als gevolg van het instabiel worden van de grenslaagstroming. De ligging van het omslagpunt is mede afhankelijk van het verloop van de (statische) druk in de buitenstroming. Een negatieve drukgradiënt leidt over het algemeen tot een verschuiving van het omslagpunt naar achteren; een positieve tot een verschuiving naar voren.
Een ander grenslaagverschijnsel is de loslating. Bij een positieve drukgradiënt wordt de stroming in de grenslaag nabij de wand zodanig vertraagd dat terugstroming kan optreden, waardoor de hoofdstroming van de wand loslaat en zich tussen de wand en de hoofdstroming een loslaatgebied met wervels vormt. Deze loslating beperkt de maximale draagkracht die met een vleugel kan worden verkregen.
Ter voorkoming van omslag of loslating zijn bepaalde methoden van beïnvloeding van de grenslaag ontwikkeld. Door afzuiging van het onderste deel van de grenslaag door een poreuze wand of door transversale spleten kan de omslag van de laminaire grenslaag worden voorkomen en bijv. de weerstand van een vliegtuigvleugel worden verminderd. Door de (turbulente) grenslaag af te zuigen, kan men ook voorkomen dat de stroming om de vleugel bij grote invalshoeken loslaat, waardoor de maximale draagkracht van de vleugel kan worden vergroot. Het voorkomen van loslating kan ook geschieden door extra energie aan de grenslaag toe te voeren door aanblazen met lucht onder druk. Door de wrijvingskrachten wordt in de grenslaag de kinetische energie van de stroming omgezet in warmte, welke wordt overgedragen op het lichaam. Het gedrag van de grenslaag is dus mede bepalend voor de aërodynamische verhitting.