发展液膜过尾缘：小尺度分析与大雷诺数下的“茶壶效应”
流体动力学
2021-09-22 v2
摘要
近来，作者在表面张力与微弱重力垂直作用下的渐近细长层极限中，研究了一薄层稳态发展黏性液体壁射流通过水平放置平板的尖锐尾缘（J. Fluid Mech. 850, pp. 924--953, 2018）。我们基于固有的上游影响，重新审视尾缘紧下游的毛细驱动短尺度黏性-无黏干扰，并审视所有更小尺度上的流动脱离。我们坚持弗劳德数足够大以致平板边缘的壅塞可忽略的假设，但设想相关韦伯数为 O(1) 量级的变化。主要焦点是从本质上解析处理的、流向比干扰尺度小得多的尺度的流动结构延续，此处流动不再可视为细长。作为显著现象，该分析预测了尾缘上游自由面上普遍存在的瑞利型谐波毛细涟漪。其波长与振幅均随特征韦伯数减小而增大。最后，该理论阐明了实际脱离过程，此为流动分离理性理论中前所未有的。在此阶段，流体的润湿特性与微观楔形边缘（在更大尺度上视为无限薄）开始起作用。由于该几何通常模拟喷口的出口，所预测的楔面润湿与文献中所谓的茶壶效应相关。
引用
@article{arxiv.2011.12168,
title = {Developed liquid film passing a trailing edge: small-scale analysis and the `teapot effect' at large Reynolds numbers},
author = {Bernhard Scheichl and Robert I. Bowles and Georgios Pasias},
journal= {arXiv preprint arXiv:2011.12168},
year = {2021}
}
备注
45 pages, 12 figures