粗糙边界中层流流体渗透的定量粗粒化

流体与壁面的相互作用由壁面处流体速度的某一边界条件描述。为理解流体在粗糙壁面附近的行为，可提供粗糙表面各点处的流体速度。该方法需要粗糙度的详细知识，且很可能强烈依赖于粗糙度。另一种对粗糙壁面边界条件建模的方法是对其进行粗粒化并提取流体平均渗入粗糙度的穿透深度。本文中我们表明，对于广泛的周期粗糙度图案与相对流速范围，可获得通用的穿透深度函数。我们通过实验与互补的数值模拟得到这些结果。我们的结果表明，壁面粗糙度边界条件可用平均“滑移长度”来刻画，从而表明表面图案化可对壁面滑移实现广泛控制。