含表面活性剂污染的超疏水通道中的层流减阻
流体动力学
2023-05-31 v2
摘要
尽管超疏水表面 (SHSs) 在减阻应用中展现出前景，其性能会因微量表面活性剂而受损，后者产生马兰戈尼应力从而增加阻力。针对三维层流通道流中可溶表面活性剂的问题，两壁均具有周期性 SHSs，我们对此进行了研究。我们假设扩散足够强，以致跨通道浓度梯度很小。利用考虑快速横向马兰戈尼驱动流动的长波理论，我们推导出表面活性剂演化的一维模型，从而可预测参数空间中的减阻。该系统呈现多种 regime，涉及马兰戈尼效应、体相与界面扩散、平流和剪切色散之间的竞争。我们在高维参数空间中划分出渐近区域，推导各区域减阻的近似并与数值模拟比较。我们的图谱集为设计含 SHSs 的表面活性剂污染通道以提供全面分析指南，从而在应用中最大化减阻。
引用
@article{arxiv.2209.04834,
title = {Laminar drag reduction in surfactant-contaminated superhydrophobic channels},
author = {Samuel D. Tomlinson and Frédéric Gibou and Paolo Luzzatto-Fegiz and Fernando Temprano-Coleto and Oliver E. Jensen and Julien R. Landel},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.04834},
year = {2023}
}