气体润滑中的阻力减小 regimes

通过同时进行阻力力测量和多平面成像，研究了气体润滑制度，以 characterize 这些制度并识别阻力减小的支配机制。在大范围的自由流速度 ($U_{\infty}$)、气体流量 ($Q_{air}$) 和 Froude 深数 ($Fr_d$) 下，识别出气泡制、过渡制和气体层制三个制度。对于最低的 $U_{\infty}$，阻力减小显著滞后于非湿润面积覆盖，且不存在简单相关性。在气泡制度中，对于低 $U_{\infty}$ 且具有大型缓慢移动气泡的情形，会发现阻力增加，这些气泡形成单层覆盖在板面上。在更高的速度下，气泡变小并垂直分散，阻力开始降低。在更高的 $Q_{air}$ 下，无论 $U_{\infty}$ 如何，气体块开始形成（过渡制度），阻力单调降低，并在 60% 阻力减小时出现气体层制度。提出了该相关临界 $Q_{air}$ 的一种新标度，将气体出口速度、靠近气体层的液体速度以及 $Fr_d$ 结合起来。对于进一步增加的 $Q_{air}$ 且低 $U_{\infty}$，形成较厚且光滑的气体层，阻力更低；而对于更高的 $U_{\infty}$，则观察到边缘差异。然而，气体层形貌会显著改变，具体取决于 $Fr_d$：当 $Fr_d>0.7$ 时，气体层是无界的，延伸至当前测试段长度之外；而在亚临界条件下（深水制度，$Fr_d<0.61$），则形成闭合，气体层过渡为特定长度的气洞。