通过直接数值模拟,研究了各向异性Navier滑移长度边界条件对湍流通道流动的影响。滑移长度边界条件取决于方向,方法是分别为流向和跨向方向指定滑移长度的值。在两个不同的摩擦雷诺数下,绘制了阻力变化与大范围顺流和顺翼展滑移长度组合的对比图,

$Re_{\tau_0}=180$
R(右)e(电子)τ0=180
$Re_{\tau_0}=360$
R(右)e(电子)τ0=360
对于中等滑移长度,可以找到减阻和增阻滑移长度组合。对于高跨向滑移,阻力增加百分比达到约60%。一旦超过流向滑移长度的阈值,无论跨向滑移长度的值如何,阻力都会减小。对于此处研究的中等雷诺数,雷诺数似乎对阻力变化影响不大。与隐式理论公式的详细比较Fukagata等人[物理学。流体18,051703(2006)]得出了阻力变化与流向和跨向滑移长度之间的关系。总的来说,这个公式给出了阻力变化的合理表示;提出了这种关系的修改版本,它改进了对小滑移长度值的阻力变化的预测,并减少了模型中包含的自由参数的数量。利用平均流量和湍流统计进一步研究了滑移长度边界条件对流动的影响。对于阻力中性滑移长度组合,湍流波动水平几乎不变。滑移长度边界条件的存在会影响壁面剪切应力波动水平和壁面剪切概率密度函数的间歇性程度。速度场的相关统计表明,高跨向滑移长度导致近壁条纹的破坏,而高顺向滑移有利于条纹规则性的增加。

1
G.公司。
麦克海尔
,
M.I.公司。
牛顿
、和
新泽西州。
Shirtcliffe公司
, “
浸没式超疏水表面:气体交换、滑移和减阻特性
,“
软物质
6
,
714
——
719
(
2010
).
2
J.P.公司。
罗斯斯坦
, “
在超疏水表面上打滑
,“
每年。流体力学版次。
42
,
89
——
109
(
2010
).
三。
R·J。
达尼埃洛
,
东北。
Waterhouse公司
、和
J.P.公司。
罗斯斯坦
, “
超疏水表面湍流的减阻
,“
物理学。流体
21
,
085103
(
2009
).
4
钢筋混凝土。
沃罗诺夫
,
直流电。
帕帕瓦西里奥
、和
法律。
, “
超疏水表面上流体滑移及其与接触角的关系综述
,“
工业工程化学。物件。
47
,
2455
——
2477
(
2008
).
5
B。
伍尔福德
,
J。
王子
,
D。
梅恩斯
、和
B.W.公司。
韦伯
, “
肋型超疏水壁湍流通道流动的粒子图像测速表征
,“
物理学。流体
21
,
085106
(
2009
).
6
T。
分钟
J。
, “
疏水表面对皮肤摩擦阻力的影响
,“
物理学。流体
16
,
L55号
——
1958年
(
2004
).
7
S.B.公司。
教皇
,
湍流
(
剑桥大学出版社
,
2000
).
8
英国。
富卡加塔
,
N。
卡萨吉
、和
第页。
库穆塔科斯
, “
超疏水表面降低湍流摩擦阻力的理论预测
,“
物理学。流体
18
,
051703
(
2006
).
9
英国。
福卡加塔
,
N。
卡萨吉
、和
第页。
库穆塔科斯
,“勘误表:”
超疏水表面湍流中摩擦阻力降低的理论预测[Phys.Fluids 18,051703(2006)]
”,”
物理学。流体
18
,
089901
(
2006
).
10
J。
,
H。
、和
J.Y.(纽约)。
, “
在完全发展的通道和管道流中保持恒定质量流量的一种改进的分步方法
,“
KSME国际J。
14
,
547
(
2000
).
11
D.A.博士。
洛克比
,
J·M·。
里斯
,
D.R.公司。
艾默生
、和
相对湿度。
理发室
, “
稀薄气体计算中固壁速度边界条件
,“
物理学。版本E
70
,
017303
(
2004
).
12
T。
分钟
J。
, “
疏水表面对稳定性和过渡的影响
,“
物理学。流体
17
,
108106
(
2005
).
13
B。
埃克哈特
,
总经理。
施耐德
,
B。
霍夫
、和
J。
韦斯特维尔
, “
管流中的湍流过渡
,“
每年。流体力学版次。
39
,
447
——
468
(
2007
).
14
O。
伊达
年。
长野
, “
低雷诺数下湍流通道流动的再极化机制
,“
流量,浊度。康布斯。
60
,
193
——
213
(
1998
).
15
钢筋混凝土。
院长
, “
二维矩形管道流中表面摩擦和其他体积流变量的雷诺数依赖性
,“
事务处理。ASME I:J.流体工程。
100
,
215
(
1978
).
16
Z.W.公司。
,
C.L.公司。
莫尔菲
、和
N.D.公司。
桑德姆
, “
渠道水流直接模拟的壁压和剪应力谱
,“
美国汽车协会J。
44
,
1541
——
1549
(
2006
).
17
P.H.公司。
阿尔弗雷德森
,
交流电压。
约翰逊
,
J.小时。
哈里托尼迪斯
、和
H。
埃克尔曼
, “
粘性亚层中的脉动壁面剪应力
,“
物理学。流体
31
,
1026
(
1988
).
18
美国。
奥比
,
英国。
井上
,
T。
古鲁川
、和
美国。
Masuda公司
, “
紊流槽道壁面剪应力统计特性的实验研究
,“
Int.J.热流体流动
17
,
187
(
1996
).
19
N。
宫城县
,
M。
木村
,
H。
Shoji公司
,
答:。
塞马
,
C.-M.公司。
,
美国。
、和
Y.-C.(Y.-C)。
泰语
, “
用微剪切应力成像仪对槽道湍流边界层壁面剪应力的统计分析
,“
国际热流学杂志
21
,
576
——
581
(
2000
).
20
R。
厄尔鲁
第页。
施拉特
, “
零压颗粒湍流边界层流动中的脉动壁面剪应力
,“
物理学。流体
23
,
021704
(
2011
).
21
J。
,
第页。
莫因
、和
R。
莫瑟
, “
低雷诺数下充分发展的通道流中的湍流统计
,“
J.流体力学。
177
,
133
——
166
(
1987
).
22
第页。
勒纳尔
,
问:。
,
G.公司。
Brethouwer公司
,
第页。
施拉特
、和
R。
厄尔鲁
, “
湍流中的负流向速度和壁附近的其他罕见事件
,“
物理杂志:Conf.序列号。
318
,
022013
(
2011
).
23
B。
坎特威尔
,
D。
科尔斯
、和
第页。
迪莫塔基斯
, “
紊流点对称平面的结构和卷吸
,“
J.流体力学。
87
,
641
——
672
(
1978
).
24
中心-中心。
,
K·J·A。
威斯汀
、和
英国标准。
布鲁尔
, “
亲水和疏水微通道中的表观滑移流动
,“
物理学。流体
15
,
2897
——
2902
(
2003
).
25
J。
海瓦卢马
J。
浩亭
, “
带有滞留微气泡的滑过结构表面
,“
物理学。修订稿。
100
,
246001
(
2008
).
26
F.M.公司。
白色
,
粘性流体流动
(
麦格劳-希尔
,
1991
).
您当前无权访问此内容。