微通道和小尺寸通道中带有偏移条状鳍片阵列的发展和准发展宏观尺度流动
摘要：微型和迷你通道中具有偏置条翅片阵列的稳定层流在宏观尺度上能够得到多大程度的描述，以及通道入口和侧壁效应的影响。通过大尺度数值流动模拟，确定了这些通道中发展和准发展流动区域的范围。观察到发展流动的起始点与雷诺数和通道宽度成线性关系，但相对于总通道长度仍然很小。此外，我们发现基于（双重）体积平均内维尔-斯托克斯方程模拟的局部宏观尺度压力梯度和闭合力可以通过发展摩擦因数关联恰当地模型化，典型偏差在发展和发展中流动区域都低于15％。我们表明这些结果可以归因于表征通道入口区域准发展流动的特征值和模式幅度。最后，我们讨论了通道侧壁对流动周期性、质量流量以及宏观尺度速度分布的影响，这些通过位移因子和滑移长度系数来捕捉。我们的研究结果得到了广泛的数值数据支持，包括翅片高度与长度比高达1，翅片间距与长度比高达0.5，通道长宽比在1/5至1/17之间，雷诺数范围从28至1224.
作者：Arthur Vangeffelen, Geert Buckinx, Carlo De Servi, Maria Rosaria Vetrano, Martine Baelmans
论文ID：2304.08970
分类：Fluid Dynamics
分类简称：physics.flu-dyn
提交时间：2023-08-01