圆形和环形管道含波纹壁面粘性流动中的体积效应
流体动力学
2026-03-05 v1
摘要
我们指出，在指定圆形截面管道壁面正弦波纹的常规方式中，即使保持平均半径不变，管道内部体积会随波纹�幅而增加。我们比较了这种情况与通过减小平均半径来保持内部体积不变的情况。我们对圆形和环形管道中具有静止波纹壁面的稳定、压力驱动的层流粘性流动进行数值计算并进行比较。当波纹�幅为平均半径的 20% 时，体积流量和水力阻力在两种情况下最多可相差 10%；在更大的波纹�幅下，差异可达 50%。对于圆形管道，我们基于尺度分析推导出两种情况之间的比例关系，允许从常规情况下的行为推导恒定体积情况的行为。此外，我们考虑因移动正弦壁面波纹产生的脉动泵动，并指出即使在小波纹�幅下，体积变化效应仍显著，两种情况下体积流量可相差最多 50%，当波纹�幅接近最大值时。
引用
@article{arxiv.2603.04362,
title = {Volumetric effects in viscous flows in circular and annular tubes with wavy walls},
author = {Yisen Guo and John H. Thomas},
journal= {arXiv preprint arXiv:2603.04362},
year = {2026}
}