流动绕超疏水圆柱的等效滑移长度

本研究进行二维数值模拟，以确定流动绕具有超疏水表面的圆柱的等效壁面滑移长度。超疏水表面被建模为沿圆柱表面交替分布的滑移和无滑移条件。该交替图案的最小单元称为单体。该研究考虑了雷诺数以及两个关键无量纲参数：气体分数（GF）和 l/a 比值。GF 表示滑移长度相对于单体总长度的比例，而 l/a 表示单体长度（l）与圆柱半径（a）之比。雷诺数、GF 和 l/a 的取值范围分别为 0.2 到 180、0.1 到 0.99 以及 $\pi$/80 到 $\pi$/5。引入一个无量纲数——克努森数（Kn），用于衡量等效滑移长度（$\lambda$）与圆柱直径（D）之比。通过对圆柱表面积分壁面摩擦阻力进行等价化，建立了等效克努森数与参数（Re、GF、l/a）之间的定量关系。对比等效滑移长度模型与滑移-无滑移情形下的流动参数，结果表明滑移长度模型是滑移-无滑移交替模型的有效近似。