粗糙与光滑平板的表面摩擦与强制对流
流体动力学
2024-08-20 v9
摘要
自 1930 年代以来，关于具有粗糙表面的平板表面摩擦阻力的理论一直基于与具有粗糙内壁的管道中湍流的类比。该类比在低速下的失效阻碍了建立综合理论的尝试。利用在所有尺度上破坏边界层的自相似粗糙度的概念，本研究推导了粗糙或光滑平板的表面摩擦系数和强制对流换热的公式，给定其特征长度、均方根（RMS）粗糙高度、各向同性空间周期、雷诺数以及流体的普朗特数。这一新理论使用来自一本书、六项同行评审研究和本装置中 32 个数据集的 456 项传热与摩擦测量进行了检验。与本研究理论相比，32 个数据集的 RMS 相对误差（RMSRE）值介于 0.75% 到 8.2% 之间，仅四个数据集超过 6%。先前工作的公式仅在四个数据集上具有更小的 RMSRE。
引用
@article{arxiv.1810.05743,
title = {Skin-Friction and Forced Convection from Rough and Smooth Plates},
author = {Aubrey G. Jaffer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1810.05743},
year = {2024}
}
备注
58 pages; 65 figures; 18 tables; 45 references