超疏水与注液圆管及环形管道中压力驱动 Stokes 流的分析模型
流体动力学
2023-05-19 v1
摘要
推导了具有旋转对称纵向狭缝的光滑与环形管道中压力驱动 Stokes 流的速度场及有效滑移长度的分析表达式。具体而言,所建立的模型在狭缝处引入了有限的局部滑移长度或剪应力,从而超越了超疏水表面常用的完美滑移假设。由此,它们提供了评估填充狭缝的空气或其他流体的黏度以及这些狭缝微几何结构影响的可能性。首先,给出了具有超疏水或光滑壁面的圆管与环形管道的表达式。其次,将这些解组合为管内套圆管的情形,其中一个流体域为另一个提供滑移。该情形作为实现稳定流体-流体界面的应用颇具意义。在建模方面,它阐明了依赖于关联流场的局部滑移长度的确定。将解析计算解与数值模拟的比较显示出极好的一致性。因此,本文结果代表了圆形几何中表面滑移设计与优化的重要工具。
引用
@article{arxiv.2305.10777,
title = {Analytical models for pressure-driven Stokes flow through superhydrophobic and liquid infused tubes and annular pipes},
author = {Sebastian Zimmermann and Clarissa Schönecker},
journal= {arXiv preprint arXiv:2305.10777},
year = {2023}
}
备注
25 pages, 11 figures