黏性流体中两个相互作用圆盘的的三维沉降模式
流体动力学
2023-04-19 v1
摘要
两个球形固体物体在黏性流体中的沉降已被广泛研究并很好理解。然而，一对扁平圆盘（在三维中）在流体中沉降表现出更复杂的水动力学行为。本工作旨在通过直接数值模拟(DNS)和物理实验增进对此现象的理解。当前结果表明，沉降过程受圆盘形状（以无量纲转动惯量I*表征）和前导圆盘雷诺数Re的显著影响。对于I*较小的更扁平圆盘，随着Re增大，持久接触的稳态下落转变为间歇接触的周期性摆动。I*较大的圆盘倾向于在低Re下以 drafting-kissing-tumbling (DKT) 模式下落，而在高Re下保持分离。基于I*和Re，构建了相图将双盘下落分类为十种不同模式。圆盘平面运动或三维运动主要由Re决定。高Re下的湍流扰动流导致圆盘混沌的三维旋转。当I*和Re减小时，两盘接触的机会增加。
引用
@article{arxiv.2301.06338,
title = {Three-dimensional sedimentation patterns of two interacting disks in a viscous fluid},
author = {Yi Liu and Yu Guo and Bo Yang and Dingyi Pan and Zhenhua Xia and Zhaosheng Yu and Lian-Ping Wang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2301.06338},
year = {2023}
}
备注
51 pages, 28 figures