分层剪切流中的流态转换：水平管道与倾斜管道之间的联系
流体动力学
2022-09-15 v4
摘要
我们在层流分层倾斜管道（SID）流的近似下给出了二维速度场和密度场的解析解，该近似中扩散在沿通道动量方程中主导惯性，但在密度输运方程中可忽略不计。由于控制方程中的主导平衡，我们将此近似称为动量上的静水/重力/粘性近似与密度上的平流近似（HGV-A）。该解析解适用于长管道极限下双层构型中的层流。在这些条件下，无量纲体积通量由Froude数 给出，其中 为重力Reynolds数， 为管道的长宽比， 为取决于管道倾角并从解析解中获得的几何参数。HGV-A近似下的解析解通过实验室实验结果得到了验证，并使我们能够对SID流的动力学和性质获得新的见解。最重要的是， 的常数值在水平管道和倾斜管道中都描述了日益湍流的流态之间的转换：从层流，到界面波，到间歇性湍流和持续湍流。
引用
@article{arxiv.2006.10535,
title = {Regime transitions in stratified shear flows: the link between horizontal and inclined ducts},
author = {Matias Duran-Matute and Steven J. Kaptein and Herman J. H. Clercx},
journal= {arXiv preprint arXiv:2006.10535},
year = {2022}
}