具有微沟槽型各向异性超疏水壁的槽道流动的线性稳定性
流体动力学
2022-09-13 v1
摘要
我们研究了槽道流动在张量滑移边界条件（该条件模拟微沟槽型超疏水表面引起的滑移效应）下的时间线性不稳定性。微沟槽未必与驱动压力梯度对齐。Pralits等人 Phys. Rev. Fluids 2, 013901 (2017) 研究了同一问题，并报道微沟槽相对于驱动压力梯度的适当倾斜角可降低临界雷诺数，且单超疏水壁的流动比双超疏水壁的流动更不稳定/更不稳定。相反，我们证明最低临界雷诺数总是由双超疏水壁实现，并且我们获得的临界雷诺数显著低于所报道的值。此外，我们表明通过增大滑移长度中的各向异性可进一步降低临界雷诺数。随着倾斜角改变，不稳定性强度与由倾斜角引起的基流交叉流分量大小之间似乎存在强关联。若两壁上微沟槽倾斜角不同，则临界雷诺数随倾斜角差增大而增大，即具有平行微沟槽的双超疏水壁给出最低临界雷诺数。这些结果对设计微沟槽型壁面纹理以在低雷诺数槽道流中引入不稳定性具有参考价值，这可能有益于在无法触发湍流的小型流动系统中增强混合或传热。
引用
@article{arxiv.2209.05091,
title = {Linear stability of channel flow with microgroove-type anisotropic superhydrophobic walls},
author = {Xueyan Zhai and Kaiwen Chen and Baofang Song},
journal= {arXiv preprint arXiv:2209.05091},
year = {2022}
}