On the liquid film instability of an internally coated horizontal tube
本文从理论上和数值上研究了在重力驱动下，水平圆柱管内壁上粘性液膜绕无剪切动态惰性气体核的流动。液-气界面易发生Rayleigh-Plateau和Rayleigh-Taylor不稳定。在这里，我们专注于低和中间的债券号码，BO，毛细管力和引力是可比的，瑞利-泰勒不稳定性的限制是已知的被抑制。我们首先研究的轴向不变的排水流的演变，从一个均匀的膜厚，直到达到准静态制度的气泡接近上管壁。然后，我们研究了两个框架内的流量线性稳定性：冻结的时间框架（准稳态）稳定性分析和瞬态增长分析。我们探讨了表面张力（Bo）和惯性（用Ohnesorge数Oh测量）对流动及其稳定性的影响。线性稳定性分析表明，界面变形在大的Bo的结果抑制的瑞利-高原不稳定性的渐近长时间限制。此外，瞬态增长分析表明，初始流的演变不会导致任何相当大的额外放大的初始界面扰动，后验合理化的准稳态假设。本研究对Duclaux等人[15]通过实验发现的稳定阈值进行了令人满意的预测。
2022-11-21 physics.flu-dyn
Heat transport during drop impact onto a heated wall covered with an electrospun nanofiber mat: The influence of wall superheat, impact velocity, and mat thickness
本研究探讨了单液滴撞击覆盖电纺纳米纤维垫加热壁面时的传热机制，发现壁面过热和撞击速度会导致液滴穿透或被蒸汽阻隔两种情况，且穿透发生时总传输热量显著增加。
2023-11-20 physics.flu-dyn
Backflipping motion of air bubbles colliding with a tilted wall
固体颗粒与表面的斜碰撞一直是牛顿力学中广泛研究的课题，它也在一定程度上解释了气泡和液滴的运动。在这里，我们观察到，当气泡与倾斜表面碰撞时，它们表现出后翻转行为。我们的实验表明，当半径为0.6-0.7 mm的气泡以高达15 °的角度与表面碰撞时，它们会发生后翻转，其中最强的后翻转发生在3 °。粒子图像测速技术揭示了后翻转行为是由气泡周围的尾流诱导环流引起的，该环流对气泡施加升力。我们开发了一个理论模型，结合势流理论来描述由弹跳气泡和其尾流之间的相互作用引起的环流。理论结果与实验结果吻合较好，证实了尾流诱导升力在后空翻中的关键作用。最后，我们表明，可以利用气泡的后翻转行为来持续清洁涂有蛋白质溶液的生物表面。
2022-08-30 physics.flu-dyn
Influence of electromagnetic boundary conditions onto the onset of dynamo action in laboratory experiments
我们研究的发病发电机行动的里加和卡尔斯鲁厄实验，除了一个外壁，其中的电磁特性是不同的运动中的流体。我们考虑不同厚度、导电性和渗透性的壁。我们还考虑了运动中的铁磁流体的情况。
2009-05-06 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Drag reduction utilizing a wall-attached ferrofluid film in turbulent channel flow
本研究探讨了在湍流通道流中利用壁面附着铁磁流体薄膜减阻，通过2D-PTV和界面追踪算法发现，即使界面形成不稳定行波，小波幅利于减阻，大波幅下滑移效应仍能克服湍流脉动实现整体减阻。
2024-01-24 physics.flu-dyn
Patterned coating by suspensions
这是一个流体动力学视频提交给画廊的第63届年度会议的美国物理学会分部的流体动力学。本文研究了旋转玻璃柱内中性浮力粒子悬浮液的朗道-列维奇流动。这不同于以前研究的系统，因为我们处理的宏观颗粒，立即超过沉积的液体膜的厚度。因此，在液体涂覆的壁上存在的颗粒产生过量的表面积，导致颗粒之间的毛细吸引。反过来，这种毛细吸引力诱导悬浮涂层相分离成致密颗粒簇或透明液体的区域。
2010-10-15 physics.flu-dyn
Gas near a wall: a shortened mean free path, reduced viscosity, and the manifestation of a turbulent Knudsen layer in the Navier-Stokes solution of a shear flow
对于固体平面壁面附近的气体，在分子自由飞行入射方向均匀分布的假设下，我们提出了分子平均自由程随离壁面距离变化的标度公式。随后，我们施加相同的缩放到附近的气体的粘度的壁，并计算的Navier-Stokes解的剪切流的速度平行于壁。该解显示了与氩和氮的相应直接模拟蒙特卡罗计算一致的克努森速度边界层。我们还发现，建议的平均自由程和粘度缩放设置的二阶导数的速度为无穷大的壁边界的流域，这表明，气体流动是正式湍流内的Knudsen边界层附近的壁。
2017-03-21 physics.flu-dyn
Wall Shear Stress Generated by a Bernoulli Pad: Experiments and Numerical Simulations
该研究首次用恒温风速测量直接测定 Bernoulli 吸盘产生的壁面剪切应力，并结合数值模拟评估其分布预测精度。
2025-03-13 physics.flu-dyn
Single cavitation bubble dynamics in a stagnation flow
本文通过实验与数值模拟研究驻点流中单个空化气泡的近壁坍缩与射流行为，发现壁面射流可定制壁面相互作用，显著增强剪切应力而不大幅增加冲击压力，且小距离下气泡可抬升远离壁面坍缩。
2023-12-06 physics.flu-dyn
A large eddy simulation (LES) study of inertial deposition of particles onto in-line tube-banks
本文利用拉格朗日粒子追踪法结合大涡模拟框架，研究了湍流横流中重粒子在直排管束上的沉积和碰撞。基于圆柱体直径D和两个垂直相邻圆柱体的间隙之间的流速的流动雷诺数为33960。我们检查整个管组的流动结构和报告的表面压力特性的气缸。考虑到颗粒与壁面的碰撞和反弹，我们研究了三组颗粒（St = 0.35，0.086，0.0075）的分散和沉积的基础上跟踪的107个颗粒通过湍流的LES解决。三组颗粒的沉积效率报告在整个管组。沉积在管组上的颗粒的位置显示，显著更多的较小颗粒沉积在背组的背侧上。这表明，较小的颗粒更容易被夹带到尾流中，并撞击到圆柱的背面。
2016-07-28 physics.flu-dyn
Wall modeled large-eddy simulations of flow over the Sandia Axisymmetric Transonic Bump
该研究对桑迪亚轴对称跨音速凸包流动进行壁面模化大涡模拟，验证了模拟与实验的一致性，并强调了入流湍流边界层的重要性及平衡壁面模型在顺压区的分辨率限制，提出压力梯度修正以改善分离泡内摩擦系数预测。
2023-05-09 physics.flu-dyn
A Zonal Similarity Analysis of Velocity Profiles in Wall-Bounded Turbulent Shear Flows
有人认为，有三个不同的区域中的壁界湍流场占主导地位的三个完全不同的机制：-一个外部区域的速度分布是由压力分布确定-一个高度活跃的壁层占主导地位的序列的涌入，扫描和喷射，和-一个中间区域以及由独立的密立根和普朗特提出的传统的对数定律描述。对数律和壁层有时被称为内部区域。在这些条件下，一套唯一的标准化参数不可能适用于所有三个区域。内部区域可以更成功地表示通过归一化的距离和速度与这些尺度的值在壁层的边缘，因为它们是共享的壁层和对数律区域。这种相似性分析的应用已经成功地瓦解了广泛的内部区域的数据，覆盖范围的雷诺数从3000到1,000,000在各种几何形状，包括圆柱形管道，外部边界层平板，回流区后面的突然通道扩张，收敛矩形通道和振荡管流成一个独特的曲线。标准化也崩溃减阻流涉及到标准牛顿曲线上的肋，幂律流体和粘弹性流体。
2010-01-11 physics.flu-dyn
Simulations of turbulence over compliant walls
对一刚性壁面和一粘弹性壁面通道内的湍流进行了直接数值模拟。采用Eulerian-Eulerian模型和水平集方法识别流体柔性材料界面。重点关注瑞利波在柔性材料中的传播，其速度取决于弹性剪切模量，其主波长取决于粘弹层的厚度。选择这些参数以确保柔顺表面和湍流之间的耦合。当瑞利波的相速度与近壁压力波动的平流速度相当时，涡量片在临界层附近被抬起并分离，并导致局部压力最小值。这些事件是由波谷附近的弯曲速度廓线引起的，并受弹性表面净涡度通量的控制。这种现象是理解的统计特性的流量，包括表面变形压力的相关性和增强的随机湍流剪切应力的中心。作用在流体上的压力在表面处是正的，这增加了湍流强度和壁面法向混合，而没有任何流向动量增益。最后，我们讨论了三维的表面地形上产生的流向涡，二次运动，和横向湍流输送的影响。
2021-11-01 physics.flu-dyn
Sessile condensate droplets as quasi-static wall deformations in direct numerical simulations of channel flow with condensation
由于在环境条件下空气中普遍存在湿度，冷凝是许多流动应用的重要方面。对于这种流动的直接数值模拟，将气相模拟为特征在于由潜热的释放和吸收耦合的温度和湿度的混合物已被证明以降低的成本产生与多相直接数值模拟一致的结果。固着液滴作为准静态变形的基础上，在表面上的基本冷凝率扩展的单相方法，包括液滴和流之间的相互作用，同时保留模拟气相的优势。通过有液滴和无液滴的冷却的垂直通道的湍流的模拟结果表明，由于冷凝液滴的存在，在液滴附近和整个通道中，热量和蒸汽的湍流传输增加。特别地，壁的对称性的破坏将冷凝从周围区域转移到液滴表面上。
2022-06-28 physics.flu-dyn
Linear stability analysis of particle-laden Couette-Poiseuille flows: effect of porous walls
University of Illinois at Chicago（伊利诺伊大学芝加哥分校）
研究多孔壁面对含颗粒Couette-Poiseuille流动线性稳定性的影响，发现多孔层引入渗透率依赖的失稳机制，可降低临界雷诺数，改变经典稳定性趋势。
2026-06-11 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Floor- or ceiling-sliding for chemically active, gyrotactic, sedimenting Janus particles
表面结合催化化学反应自推进化学活性Janus粒子。在边界附近，这些粒子表现出丰富的行为，如发生壁约束的稳定状态的“滑动”。大多数活性颗粒倾向于沉淀，因为它们与溶液的密度不匹配。此外，由惰性核心材料装饰有帽状催化剂薄层组成的Janus球体是回旋立构的（“底部重”）。水平壁附近滑动状态的发生取决于主动运动和重力驱动的沉积和排列之间的相互作用。因此，重要的是要了解和量化的影响，这些重力引起的影响模型化学活性粒子的行为移动附近的墙壁。对于模型回旋，自泳Janus粒子，在这里，我们研究理论上的滑动状态的发生在水平平面壁，要么低于（“地板”）或以上（“天花板”）的粒子。我们构建“状态图”，表征这种状态的发生作为沉降速度和颗粒的回旋响应的函数，以及颗粒的泳动性。我们表明，在某些情况下，滑动状态可能同时出现在天花板和地板，而较大的一部分的实验相关的参数空间对应的粒子，将表现出滑动状态，只有在地板上或天花板上，或者根本没有滑动状态。这些预测与以前的实验研究和我们的实验结果进行了严格的比较Pt涂层的聚苯乙烯和二氧化硅的核心颗粒悬浮在过氧化氢水溶液中。
2020-01-22 cond-mat.soft physics.flu-dyn
