基于模型的倒 T 形仿生腔流中涡结构形成与耗散分析

在倒 T 形腔中的流体输运，流体从顶部进入并从两个底部出口流出，经历一种有趣现象：密度低于流体介质的颗粒在连接处呈水平排列被捕获。然而，这仅发生在小范围雷诺数内，且也处于层流区。该意外现象被推测受流中涡管形成的调节。有趣的是，此类 T 形（或更一般地，Y 形）腔也广泛见于解剖通道中，例如动物上呼吸道。可假设该捕获现象也能在此类几何中涌现。我们当前的模型以水作为环境流体介质流过理想化 T 形空间来模拟该现象，并测量连接处各臂中涡的长度。在我们的研究中，我们使用位于层流区的雷诺数 400 进行了调查，并利用涡耗散时流向流体会达到的节点最大速度概念估算了涡管长度。还报道了随远离连接处而变化的涡量与螺旋度等值线变化。