稀薄气体绕流液滴：内流与外流的相互作用
流体动力学
2024-01-29 v2
摘要
对毫米级液滴的实验与理论研究表明，在低雷诺数下，循环水滴与刚性球所受阻力之差非常小（小于 1%）（LeClair 等，J. Atmos. Sci., vol. 29, 1972, pp. 728-740）。尽管在高黏度比（液体与气体之比）下球形液滴所受阻力与其同尺寸刚性球近似相同，但在稀薄气体绕流液滴的情形中，其他感兴趣的量（如温度）不同于稀薄气体绕流刚性球时的相应量。本文旨在研究球形微滴/纳滴（其直径与周围气体平均自由程相当）内部运动对其阻力及整体动力学的影响。为此，通过考虑液滴内部液体的运动并计入气体中的动力学效应，解析研究了缓慢稀薄气体绕不可压缩液滴流动的问题。针对液滴内外压强与温度分布，给出了不同克努森数、热导率比和黏度比下的详细结果。本文所得阻力结果与文献中已有的理论与实验结果吻合良好。
引用
@article{arxiv.2210.10344,
title = {Rarefied gas flow past a liquid droplet: interplay between internal and external flows},
author = {Rahul Bhattacharjee and Sonu Saini and Vinay Kumar Gupta and Anirudh S. Rana},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.10344},
year = {2024}
}
备注
39 pages, 15 figures