平面壁面上离散颗粒附着的慢线性剪切流动
流体动力学
2024-05-28 v2
摘要
由平面壁面限制的线性剪切流动是一种理想化模型，常见于微流控器件及其他应用。完美的平面近似忽略了表面不规则性和附着于表面的离散颗粒。本文研究因与表面刚性附着的颗粒对线性剪切流动所产生的扰动。我们首先重访O'Neill关于球形颗粒接触无限平面边界的精确解。尽管原始论文包含多个拼写错误且提供了极少的推导细节，但本文提供了详细的解答，并伴随一种替代且更简洁的粘性力和作用在颗粒上的扭矩的推导。我们进一步研究了因附着于表面的任意颗粒所产生的流动的普适远场行为，证明其由取决于颗粒体积和形状的应力矩的大小控制。利用修正后的O'Neill解，我们计算了球形颗粒的应力矩。利用流动的远场渐近形式，我们通过叠加方法估算均匀稀疏的离散吸附层所产生的净流动，证明其不会从平面上衰减。
引用
@article{arxiv.2405.15554,
title = {Slow linear shear flow past discrete particles adhered to a plane wall},
author = {Itzhak Fouxon and Alexander M. Leshansky},
journal= {arXiv preprint arXiv:2405.15554},
year = {2024}
}