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润滑阻力减少湍流通道中的能量平衡。 (英语) Zbl 1493.76060号

小结:我们使用直接数值模拟(DNS)研究润滑通道中的减阻,这是一种在近壁区域注入薄层润滑流体以利于初级流体输送的流动实例。在当前配置中,这两种流体具有相同的密度但不同的粘度,因此可以定义粘度比(λ=eta_1/eta_2)。为了涵盖一个有意义的可能情况范围,我们考虑了范围(0.25 \le\lambda\le4)中的五种不同的\(\lambda \)。所有DNS均使用恒功率输入(CPI)方法运行,该方法规定根据实际压力梯度调整流量,以保持注入流量的功率恒定。CPI方法首次特意扩展到多相流情况。用相场方法描述液-液界面的动力学。我们明确地表明,对于\(\lambda\le 2.00\),可以实现显著的阻力降低(DR)。据报道,观察到的DR是\(\lambda \)的非单调函数,在本例中,最大值为\(\lambda=1.00\)(\(\simeq13\)%流量率增加)。在对能源预算进行详细分析后,我们能够表明存在两种不同的灾难恢复机制。对于(lambda=1.00)和并减少总阻力。对于(λ<1.00),由于局部雷诺数增加,润滑层中可以维持湍流。在这种情况下,DR只是由于润滑层的粘度较小,从而直接降低了相应的壁面摩擦。最后,我们证明了(λ)存在上限,无法观察到DR:对于(λ=4.00),我们报告了轻微的阻力增强,从而表明润滑层中观察到的湍流抑制无法完全平衡由于粘度较大而增加的摩擦力。

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