超疏水壁上运动球的迁移率张量：在颗粒分离中的应用
流体动力学
2017-03-31 v1
摘要
本文讨论了靠近微图案化超疏水表面的球的流体动力学行为，该表面由交替的无滑移和完全滑移条带描述。在物理上，完全滑移条带模拟平行沟槽，其中在流体和固体壁之间形成大的气垫，从而在气-液界面产生滑移。利用边界元法 (BEM) 处理混合无滑移/完全滑移边界条件的潜力，系统地计算了不同颗粒-壁相对位置和不同颗粒半径下的迁移率张量。颗粒流体动力学以非平凡的迁移率场为特征，其呈现明显的近壁行为，其中壁图案直接影响颗粒运动。在远场中，壁图案的效应可以通过具有适当定义的表观滑移的均匀壁的有效描述来准确表示。还较详细地描述了外力作用下球的轨迹。当力的横向分量频率与壁图案施加的特征交叉频率匹配时，发现了共振状态。发现共振下颗粒经历平均横向漂移。由于共振条件取决于颗粒半径，该效应原则上可用于构思基于超疏水表面的颗粒分选装置。
引用
@article{arxiv.1703.10396,
title = {Mobility tensor of a sphere moving on a super-hydrophobic wall: application to particle separation},
author = {Daniela Pimponi and Mauro Chinappi and Paolo Gualtieri and Carlo Massimo Casciola},
journal= {arXiv preprint arXiv:1703.10396},
year = {2017}
}