Influence of Turbulence Length Scale and Platform Surge Motion on Wake Dynamics in Tandem Floating Wind Turbines
Universitat Politècnica de Catalunya（加泰罗尼亚理工大学）；YPlasma Actuator Technologies Inc.（YPlasma执行器科技有限公司）
本研究探讨了湍流长度尺度和平台运动对双浮式风力发电机尾流动力学的影响，发现较大的湍流尺度能增强尾流混合并提高下游功率输出。
2026-03-02 physics.flu-dyn
Navier slip model of drag reduction by Leidenfrost vapour layers
最近的实验发现，能够在液体中维持稳定的莱顿弗罗斯特蒸汽层的热固体球在自由降落期间表现出显著的阻力减小。阻力系数随雷诺数的变化与高雷诺数时的阻力危机特性有很大的偏差。用不同粘度的液体得到的结果表明，阻力危机的发生取决于蒸气与液体的粘度比。蒸汽层在促进切向流动和改变边界层特性方面的关键特征可以通过由滑移长度定义的Navier滑移模型来捕捉。在这里，直接的数值模拟和大涡模拟的流动过去的球体在中等到高雷诺数（$10^2 \leq \mbox{Re} \leq 4 \times 10^4$）的阻力系数与雷诺数的变化和下游的球体上的尾流的形式与实验结果进行定量比较。这提供了减阻现象的简单的一个参数表征。
2017-06-26 physics.flu-dyn
Wake asymmetry weakening in viscoelastic fluids: Numerical discovery and mechanism exploration
粘弹性削弱了自由区域内钝头体后层流脱落流的不对称性。在本研究中，这一发现证实了四个非定常粘弹性流动与非对称流动配置，即，本文采用直接数值模拟方法，结合可展非线性弹性（FENE-P）模型的Peterlin近似，对不同攻角的倾斜平板绕流、旋转圆柱绕流、非对称滑移边界分布的圆柱绕流以及倾斜排列的8个等间距圆柱绕流（可视为单个大钝体）进行了数值模拟。在高Weissenberg数时，钝体前部形成一个类似激波的高弹性应力区。该区域充当固定屏蔽以将流分离到不同区域中。这样，自由流就象通过这个盾而不是原来的钝体.由于屏蔽体具有对称性，尾流恢复了对称性。
2022-08-09 physics.flu-dyn
Influence of the enclosed fluid on the flow over a microstructured surface in the Cassie state
本文导出了周期矩形槽表面上剪切流的流场和有效滑移长度的解析表达式。主流体处于Cassie状态，其中凹槽填充有第二不混溶流体。两种流体的耦合反映在沿流体-流体界面的局部变化的滑移分布中，其模拟了二次流体对外部流动的影响。所获得的封闭形式的解析表达式的流场和有效滑移长度的主要流体明确包含的两种流体的粘度的影响，以及局部滑移的大小，这是一个函数的表面几何形状。它们与全几何的数值计算结果吻合得很好。分析表达式允许调查的粘性应力的影响内的二次流体的任意几何形状的矩形槽。对于经典的超疏水表面，有效滑移长度的偏差相比，无粘气体流的情况下指出。另一个重要的发现，相对于一个精确的模型的流动的微结构表面是，局部滑移长度的凹槽表面是各向异性的。
2013-11-27 physics.flu-dyn
Influence of three-dimensionality on wake synchronization of oscillatory cylinder
University of California, Los Angeles（加州大学洛杉矶分校）；Naval Postgraduate School（海军研究生院）
本文在 Re=300 下研究三维性对振荡圆柱尾流同步的影响，提出基于系综的相位约化分析框架，发现三维尾流相位敏感函数幅值低于二维情形，导致同步条件更窄，且该差异与圆柱运动引起的三维流动幅值变化密切相关。
2024-11-23 physics.flu-dyn
Influence of interfacial slip on the suspension rheology of a dilute emulsion of surfactant-laden deformable drops in linear flows
本文研究了界面滑移对线性流场中液滴稀悬浮液的变形和乳状液流变性的影响。液滴充满了表面活性剂，这些表面活性剂是本体不溶性的，并且仅沿着界面传输。采用渐近方法进行本分析，以解决由于变形的液滴的非线性。分析是在两种不同的限制情况下进行的，即：表面扩散为主的表面活性剂运输和表面对流为主的表面活性剂运输。对于任何一种极限情况下，我们看两个常见的散装流-单轴拉伸和简单剪切流的液滴动力学。在任何一个阶段的流体惯性可以忽略不计的假设下，它表明，在液滴界面处的滑移显着影响的表面张力引起的Marangoni应力，因此液滴变形和乳液流变学。界面滑移的存在不仅使液滴变形减小，而且使乳液的有效粘度降低。液滴变形和有效粘度的下降被认为是更严重的限制情况下，表面对流为主的表面活性剂运输。对于施加简单剪切流的情况，由于液滴变形产生的法向应力差也由于界面滑移的存在而受到影响。
2018-01-17 physics.flu-dyn
Coriolis force deflects wind plant wakes left in the Northern Hemisphere
本研究通过缩比实验发现科里奥利力虽对单个风力涡轮机尾流偏转影响不显著，但会使北半球全局风电场尾流发生逆时针偏转，为风能研究提供了新方法与动力学基础。
2023-08-02 physics.flu-dyn
Combined active-passive heat transfer enhancement for a partial superhydrophobic oscillating cylinder
利用OpenFOAM库对静止和横向振动的局部超疏水圆柱表面的对流换热进行了数值模拟。圆柱表面的超疏水性已解决的部分滑移边界条件的装置。将滑移条件应用于静止圆柱表面，可使阻力系数和均方根升力系数分别减小46%和75%。它还使平均努塞尔数增加55%，同时自然脱落频率增加21%。对部分超疏水圆柱进行了研究，分析了滑移对圆柱表面不同截面的影响。考虑到力系数的减少，它表明，在表面的135段的应用程序的滑移是一个最佳的情况下，导致在一个47%和85%的阻力和均方根升力系数，分别减少。然而，完全超疏水圆柱体提供更高的传热速率。对于横向振荡圆柱，超疏水性扩展了主同步区域，并且与无滑移情况相比也表现出不同的尾流动力学行为。在表面上的滑动也导致平均努塞尔数变得比在锁定条件下的无滑动振荡缸大近6倍。基于热性能指数（TPI）的进一步分析证明，对于超疏水圆柱体，可以达到TPI = 6的高值。
2022-03-04 physics.flu-dyn
Wake of super-hydrophobic falling spheres: influence of the air layer deformation
我们报告了对自由落体超疏水球尾流的实验研究。通过研究超疏水微球的流体力学性能，强调了包裹超疏水微球的空气层（胸甲）与流体之间的相互作用。研究发现，空气胸甲的形状适应于与表面张力竞争的流致应力。这种竞争的特点是引入韦伯数$\mathcal{W}e$，而通过纵横比$χ$估计的腹侧变形。虽然局部观察到明显的变形，但随着$\mathcal{W}e$的增加，腹片平均变得越来越球形（即$χ\rightarrow 1$）。与参考球体相比，空气腹板腹板（扁形形状）的高变形导致升力和阻力增加，而低变形（球形形状）产生升力和阻力减轻。因此，考虑到胸甲变形提供了一种有吸引力的方式来解释在可比雷诺数的其他研究中报告的某种程度上不一致的结果。如果进一步的研究证实，我们的研究结果将意味着，胸甲顺应性和它的反馈的流量，这是目前被忽视的大多数理论工作和数值模拟，必须考虑到设计超疏水表面和/或预测其性能。
2018-02-06 physics.flu-dyn
Investigation of wakes generated by fractal plates in the compressible flow regime using large-eddy simulations
本文采用大涡模拟方法研究了在可压缩区域内，在亚音速和超音速上游条件下，马赫数下，正方形和分形多尺度结构与流动的相互作用。我们还旨在确定这些相互作用的相似性和差异，在典型的不可压缩流问题与相应的相互作用。考虑到与分形结构相关的几何复杂性，我们采用浸没边界法来模拟固体表面的无滑移边界条件，在小分形特征附近具有足够的网格分辨率。我们通过与低马赫数下的实验风洞测量结果的广泛比较来验证数值结果。与不可压缩流情况下的结果类似，我们发现分形板的流动结构的破碎和下游方向的湍流混合的增加。随着马赫数的增加，我们观察到明显的尾流弯曲和尾流在垂直于流向-展向平面的横向方向上的更高的扩展速率。虽然不显著，我们用两点速度相关性在整个马赫数范围内量化了正方形和分形板之间的差异。在可压缩状态下，分形板产生的尾流显示出较低的湍流动能（TKE）和能谱水平相比，那些正方形的情况。此外，近场压力谱的结果似乎表明，分形板有潜力，以减少气动噪声。
2020-09-08 physics.flu-dyn
Cylinder wakes in shallow oscillatory flow: the coastal island wake problem
大陆架地形的复杂性是将正压潮汐转化为主导垂直和跨大陆架混合过程的次级环流和剩余环流的催化剂。岛屿尾迹就是这样一个例子，它被观察到显著影响生物和物理标量的传输和分布。尽管岛屿唤醒的重要性，迄今为止，没有足够的，机械的描述的物理过程，其发展存在的一般情况下，不稳定的潮汐强迫。控制实验室实验是必要的理解这种复杂的流动现象。在浅水振荡流中圆柱尾迹的三维速度场测量是通过一个参数空间进行的，该参数空间是典型的绕浅岛屿的潮汐流。先前的研究调查了尾流形式对$KC=U_0T/D$的依赖性，其中$KC$是Keulegan-Carpenter数，$D$是岛直径，$U_0$是潮汐速度振幅，$T$是潮汐周期，以及稳定性参数$S=c_fD/h$，其中$h$是水深，$c_f$是底边界摩擦系数。在这项研究中，我们表明，当底部摩擦的影响仅限于斯托克斯边界层的参数$S=δ^+/KC$，其中$δ^+=δ/h$和$δ=2π\sqrt{2ν/ω}$是斯托克斯底部边界层的波长。观察到三种类型的尾流形式用于降低尾流稳定性：$S\gtrsim 0.1$的\emph{(1) Steady Bubble}; $0.06\lesssim S \lesssim 0.1$的\emph{(2) Unsteady Bubble};以及$S\lesssim 0.06$的\emph{(3) Vortex Shedding}。尾流形式和尾流稳定性的…
2019-02-01 physics.flu-dyn
Effect of turbine nacelle and tower on the near wake of a utility-scale wind turbine
利用自然降雪条件下的超大尺度粒子图像测速技术（SLPIV），在EOLOS观测站研究了短舱和塔架产生的流场结构对2.5 MW风力机近场尾迹的影响。该分析基于2017年3月12日在现场活动中收集的数据，样本面积为125 m（垂直）x 70 m（流向），以涡轮机支撑塔后面的平面为中心。SLPIV测量提供了整个转子跨度上的速度场，揭示了由于叶根处轴向感应的减少而引起的轮毂周围的加速流区域。面内湍流动能场显示，在叶尖和轮毂后面的大剪切区域中湍流增加，而在塔后面的湍流减少，在塔后面，边界层中的大尺度湍流结构被破坏。雪洞揭示了从叶片、机舱和塔架脱落的连贯结构。轮毂尾流曲折频率被量化，并发现对应于艾哈迈德体的旋涡脱落频率（St=0.06）。观察到持续的轮毂尾流偏转，并表明与涡轮偏航误差有关。在轮毂下方区域，观察到塔架和叶片生成结构之间的强相互作用。这种相互作用的时间特性通过两个主频率的共存来量化，一个主频率对应于叶片通过频率处的叶片涡脱落，另一个主频率对应于St=0.2处的塔涡脱落。这项研究突出了塔和机舱对近尾流行为的影响，为模型开发提供了信息，并阐明了影响尾流演变的机制。
2019-03-07 physics.flu-dyn
Performance and near-wake characterization of a tidal current turbine in elevated levels of free stream turbulence
潮汐涡轮机被部署在具有高水平的自由流湍流（FST）的场所中。从设计的角度来看，考虑其操作的FST升高变得至关重要。采用自主研制的主动网格湍流发生器，在高架流场中对潮汐水轮机模型近尾迹进行了详细的实验测量，并研究了湍流强度（Ti）和来流积分长度尺度（L）对近尾迹的影响。测试了三种流入条件：Ti ~ 2.2%的准层流和两种Ti升高（~12-14%）的情况，一种情况为L ~ 0.4D（D是涡轮机直径），另一种情况为L~ D。发现升高的钛情况下，转子扭矩的标准偏差增加了4.5倍的准层流中的值。能量回收也被发现加速;在X/D=4时，流入能量回收的百分比为37%，是准层流中相应值的两倍。观察到升高的FST会破坏尾流的旋转特性;涡流数的下降范围在X/D=0.5时的12%到X/D=4时的71%之间。升高的Ti还导致L比准层流情况大得多（> 2倍）。观察到流入积分长度尺度的增加（从0.4D到D）导致尾流Ti、尾流结构和各向异性增强;然而，未发现对尾流恢复率的明显影响。
2019-07-18 physics.flu-dyn
Unsteady lifting-line theory and the influence of wake vorticity on aerodynamic loads
频域非定常升力线理论（ULLT）提供了一种方法，通过这种方法可以在不忽略展弦比和振荡频率的相互影响的情况下，以低的计算费用研究振荡机翼的空气动力学。然而，对该方法的重新关注引起了对几个不确定性的注意。首先，尽管有理论上的限制，ULLT在多大程度上对矩形机翼实际有用？第二，为了保证精度，在外部解中需要复杂的尾流模型到什么程度？本文的目的是回答这些问题，提出了一个完整的ULLT的基础上的工作Sclavounos，随着一个新的ULLT，认为只有流向涡量和普朗特类准定常ULLT。这些相比，高保真欧拉计算流体动力学的情况下，矩形机翼在多个展弦比和振荡频率。这项工作的结果建立ULLT作为一个低计算成本的模型，能够占相互作用的有限翼和振荡频率的影响，并确定的展弦比和频率制度的三个ULLT是最准确的。这项研究铺平了道路建设的时域或数值ULLT可能会增加，以考虑非线性，如流动分离。
2021-10-27 physics.flu-dyn
Role of gravity on preferential clustering of microparticles in unsteady wake flows
Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本文通过直接数值模拟研究圆柱绕流中粒子的优先聚集，发现无量纲沉降速度St/Fr²是控制空隙演化的主导参数，重力会改变粒子分布形态，揭示了尾迹动力学、粒子惯性与重力的共同作用机制。
2026-07-31 physics.flu-dyn
The influence of body anisotropy on wake characteristics and enstrophy production for prolate ellipsoids at $ \mathrm{Re}_{D} = 10,000 $
Harbor Branch Oceanographic Institute, Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学哈勃分支海洋研究所）；Department of Ocean and Mechanical Engineering, Florida Atlantic University（佛罗里达大西洋大学海洋与机械工程系）
研究了Re_D = 10,000下长轴椭球体绕流特性，发现体各向异性影响边界层分离和涡量生成，高各向异性导致早期分离和负涡量生成。
2026-02-19 physics.flu-dyn
Wake of inertial waves of a horizontal cylinder in horizontal translation
本文从理论和实验上分析了直径为$d$的水平圆柱体在绕垂直轴以速率$Ω$旋转的流体中以恒定速度$U$水平平移后的尾流。使用粒子图像测速测量在旋转框架，我们表明，尾流是稳定的雷诺数${\rm Re}=Ud/ν$远大于在非旋转流体的旋转。在探索的参数范围内，稳定性极限为${\rm Re} \simeq (275 \pm 25) / {\rm Ro}$，${\rm Ro}=U/2Ωd$为Rossby数，表明稳定化过程受边界层中的Ekman抽吸控制。在低Rossby数时，尾流的形式为惯性波的静止模式，类似于船后表面重力波的尾流。我们将这种定常尾流模式与最初由[Johnson，J. Fluid Mech.120，359（1982）]提出的模型进行比较，该模型假定自由滑移边界条件和弱流向扰动。我们的测量结果表明与此模型的${\rm Ro}\lesssim 0.3$的定量协议。在较大的Rossby数，尾迹的相位模式是接近的预测为一个无限小的线对象。然而，尾流振幅和相位的起源是不正确的描述弱流向扰动模型，要求在中等转速的边界条件的替代模型。
2018-02-21 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Slip viscosity and strain-rate viscosity in Taylor-Couette laminar flows: Experimental falsification and end-wall effects
Nanchang University（南昌大学）；University of Shanghai for Science and Technology（上海理工大学）；Jiangxi University of Water Resources and Electric Power（江西水利水电学院）
本文通过实验和数值模拟验证了滑移粘度模型在泰勒-库埃特层流中的有效性，并揭示了端壁对流场分布的影响。
2026-01-14 physics.flu-dyn
Transverse magnetic field influence on wakefield in complex plasmas
本文研究具有横向分量的外磁场对流动复杂等离子体中带电颗粒尾流场的影响，发现横向磁场可引发长程往复振荡，并可用于调控颗粒相互作用与动力学。
2019-07-26 physics.flu-dyn physics.plasm-ph physics.space-ph
Analytical models for pressure-driven Stokes flow through superhydrophobic and liquid infused tubes and annular pipes
本文推导了压力驱动Stokes流通过带纵向狭缝的光滑管道和环形管道的解析模型，引入有限局部滑移长度以超越完美滑移假设，为圆形几何中表面滑移的设计与优化提供了重要工具。
2023-05-18 physics.flu-dyn
Influence of the free surface on turbulent kinetic energy in the wake of a full ship
本研究针对 Japan Bulk Carrier 比较了有无自由表面下尾流涡核中的湍流动能，通过改进网格和固定涡核位置，发现自由表面对积分 TKE 无显著影响，但会改变局部结构特性。
2024-11-14 physics.flu-dyn
A note on the stability of slip channel flows
本文研究了滑移边界条件对压力驱动槽道流动模态和非模态稳定性的影响。与Gersting（1974）（Phys.Fluids，17）的结果一致，但与Chu（2004）（C.R. Mecanique，332），我们表明，滑移显着增加线性不稳定性的临界雷诺数的值。然而，非模态稳定性分析表明，在亚临界雷诺数下，滑移对扰动的最大瞬态能量增长的影响非常微弱。因此，滑移边界条件不太可能对槽道流中向湍流的过渡产生显著影响。
2005-03-30 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Wing sweep effects on laminar separated flows
本文采用直接数值模拟和预解式分析的方法，揭示了后掠对NACA 0015机翼大迎角尾迹动力学的影响。对于展向周期性机翼，在基于弦的雷诺数为$400$和马赫数为$0.1$时，考虑了从$0^\circ$到$45^\circ$的后掠角和从$16^\circ$到$30^\circ$的攻角下，后掠角对尾流动力学的影响。机翼后掠角影响尾流动力学，特别是在稳定性和展向波动方面，并影响三维尾流的发展。我们观察到机翼后掠角衰减展向波动。即使后掠角影响尾流，当在垂直于壁面和垂直于翼展的独立流动分量中检查时，对于小迎角，力和压力系数也会崩溃。在大后掠角和冲角下的一些小偏差归因于通过力元分析揭示的施加二次气动力载荷的涡流尾流结构。此外，我们进行整体预解式分析，以揭示高干扰放大的斜模式。预解式分析还揭示了在大攻角下与三维尾流出现相关的剪切主导区域中存在造波器。对于在高后掠角的流动，响应模式的最佳对流速度被证明是快于最佳造波机的速度表明扰动的衰减机制。目前的研究结果作为一个基本的垫脚石，以了解分离流在较高的雷诺数。
2022-06-09 physics.flu-dyn
Aspect-ratio effect on the wake of a wall-mounted square cylinder immersed in a turbulent boundary layer
本研究通过高分辨率大涡模拟（LES）探究了湍流边界层中壁面安装方柱的纵横比（AR）对尾流拓扑、湍流产生与输运的影响，发现AR影响尾流构型转变、三维性及湍动能收支，为临界AR的表征提供了参考。
2024-01-22 physics.flu-dyn
Turbulent viscosity variability in self-propelled body wake model
研究了湍流粘性变化对自航体尾流模型特性的影响。除了已知的运动积分获得恒定的湍流粘度，我们得到新的。新的运动积分的存在导致，特别是，尾流的宽度和剖面的行为发生变化，从而导致其守恒。
2011-01-25 physics.ao-ph physics.flu-dyn
Molecular dynamics simulation of flow around a circular nano-cylinder
本文采用分子动力学模拟方法对纳米圆柱的尾流进行了数值模拟，揭示了微/纳米尺度对尾流的影响。当雷诺数Re> 101时，空化效应对尾流有明显的影响。在低雷诺数时，尾流的斯特罗哈数（St）随雷诺数的增加而增加，但在空化出现后，St随雷诺数的增加而逐渐减小。当Re { \geq }为127时，升力脉动的主频可以高于速度脉动的主频，并淹没在布朗力的混沌脉动背景中.也因为布朗力的强烈影响，没有主频率的阻力波动可以观察到。为了考虑流体的内部尺寸效应，新引入了Jz数，定义为流体分子的平均自由程λ与势能平衡距离σ之比。尾流的St随着Jz的增加而增加，直到当Jz { \approx } 1.7时它急剧下降到零。这表明流体的不连续性可以最终消除旋涡的产生和脱落。同时，由于空化的加剧，St随Kn减小。
2022-05-11 physics.flu-dyn
Phase-synchronization properties of laminar cylinder wake for periodic external forcings
本文利用相约化理论研究了二维周期性绕流圆柱的同步特性。谐波外部强迫的尾流动力学的影响，和可能的同步的圆柱体后面的涡脱落这些强迫，通过评估弱脉冲扰动的系统的相位响应。这些水平和垂直扰动在一段时间内以不同的相位值添加，以便开发相对于极限环的线性一维模型，该模型仅通过单个标量相位变量描述流体流动的高维和非线性动力学。然后利用该模型得到了圆柱尾迹与加在整体近尾迹区的简谐强迫同步的理论条件。有价值的见解是通过比较目前的研究结果对那些呈现的动态模式分解和伴随分析的尾流动力学在早期的作品。本分析揭示了流动中的区域，其使相位同步或去同步到周期性激励的应用，如主动流动控制和流体-结构相互作用。
2020-09-04 physics.flu-dyn
Influence of Slip on the Plateau-Rayleigh Instability on a Fibre
液柱的Plateau-Rayleigh不稳定性是日常生活中可以观察到的各种有趣现象的基础。与自由液体圆柱体的情况相反，描述固体纤维上的液体层的演变需要考虑固-液界面。在这篇文章中，我们重新审视高原瑞利不稳定性的液体涂层纤维通过改变流体动力学边界条件在纤维-液体界面，从无滑移滑移。虽然波长是不敏感的固-液界面，我们发现，波动的增长率强烈依赖于流体动力学边界条件。实验结果与新的薄膜理论相吻合，从而提供了一个原始的，定量的和强大的工具来测量滑移长度。
2015-05-24 cond-mat.soft physics.bio-ph physics.chem-ph
Near Wake Dynamics of a Cross-Flow Turbine Array
本研究针对横流涡轮阵列的近尾迹动力学问题，通过实验表征了并排双涡轮阵列在同向、两种反向旋转及不同相位差下的性能与尾迹，发现效率和尾流场受旋转方向与相位差影响显著，并提出了相邻涡轮相互作用的相关假设。
2025-06-16 physics.flu-dyn
On the wake meandering of a model wind turbine operating in two different regimes
采用风洞实验和大涡模拟研究了模型风力机在两种工况下的绕流特性。模型风力机实验的测量结果表明，功率系数和涡轮机尾流受运行状态的影响。模拟采用一类新的执行器表面的方法，参数化的涡轮叶片和机舱与和没有机舱模型进行了每一个操作条件，研究的影响，操作制度和机舱。对于采用短舱模型的模拟，平均流场由外部尾流（由涡轮机叶片从来风中提取能量引起）和短舱正后方的内部尾流组成，而对于没有短舱模型的模拟，尾流的中心区域被射流占据。采用短舱模型的模拟显示了一个不稳定的螺旋形轮毂涡向外扩展到外尾流;而不采用短舱模型的模拟显示了一个稳定的圆柱形轮毂涡。在区域3中运行的涡轮机的轮毂涡流保持紧密的螺旋形，并且与在区域2中运行的涡轮机相比，在下游更远的几个直径处拦截外尾流。对于所有模拟，尾流蜿蜒在高湍流强度区域开始，表明短舱模型和不稳定轮毂涡流都不是尾流蜿蜒的必要条件。然而，使用滤波技术和动态模式分解对尾流弯曲的进一步分析表明，不稳定的轮毂涡激发了尾流弯曲。涡轮机运行状态影响轮毂涡流的形状和膨胀，从而改变尾流弯曲的起始位置及其振荡强度。不稳定的轮毂涡流促进了能量弯曲，如果没有短舱模型，则无法预测能量弯曲。
2018-02-11 physics.flu-dyn
Numerical investigation of wake dynamics and heat transfer in MHD flows around confined triangular prisms
本文通过 OpenFOAM 三维数值模拟，研究低哈特曼数下受限三角棱柱绕流的尾流失稳模式与传热特性，揭示 $Ha$ 和 $Ri$ 对流动二维/三维性及传热性能的影响规律。
2025-07-19 physics.flu-dyn
Dufour and Soret effects on MHD flow of Williamson fluid over an infinite rotating disk with anisotropic slip
本文研究了Williamson流体在具有Soret、Dufour和各向异性滑移效应的无限大旋转圆盘上的MHD流动。各向异性滑移和Soret和Dufour效应是本研究的主要特征，它们对流动、传热和传质性质有很大影响。在运动流体中同时出现热质传递时，由温度梯度产生的质量通量称为热扩散或Soret效应，由成分梯度产生的能通量称为扩散热效应或Dufour效应，而流向和展向滑移长度的差异称为各向异性滑移。利用vonKármán相似变换，将控制流动、传热和传质特性的非线性偏微分方程组转化为常微分方程组。用MATLAB程序bvp4c对复杂常微分方程进行了数值求解。通过图形和表格的形式给出了速度、温度、浓度和一些物理量的计算结果，并进行了物理讨论。
2016-10-25 physics.flu-dyn
Reversal of a flat plate into its wake: a minimal model for wake capture
Delft University of Technology（代尔夫特理工大学）
该研究以平板为对象，建立尾流捕获最小模型，揭示翼-尾流相互作用机制，发现反转前移动距离对阻力峰值及尾流作用力衰减的影响规律。
2026-07-30 physics.flu-dyn
The influence of boundary conditions and interfacial slip on the time taken to achieve a nonequilibrium steady-state for highly confined flows
本研究通过NEMD模拟发现，无滑移边界下反向滑动壁流平衡时间比单滑动壁快4倍，滑移系统平衡时间更长，高滑移水-石墨烯系统增强超两个数量级。
2025-09-25 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Joule heating effect on Peristaltic transport of water-based copper oxide over an asymmetric channel in presence of slip effects
本文研究了在考虑焦耳热效应的情况下，Casson流体在槽道流动中的相变过程中纳米颗粒的形状。这种流动的研究在生物医学工程和工业中具有各种相关的应用。滑移条件保持在速度、温度和纳米颗粒浓度下。该问题是建立在偏微分方程与适当的滑移边界条件，然后计算使用半解析技术同伦分析方法与Mathematica软件。借助图形讨论了纳米颗粒形状对速度、压力、温度和纳米颗粒浓度分布的影响。这里，焦耳加热参数的增加提高了流体温度，并且纳米颗粒浓度随着焦耳加热的增加而降低，并且我们还观察到不同形状具有不同的热导率，但是与针状纳米颗粒相比，层状纳米颗粒具有高热导率。
2021-11-27 physics.flu-dyn
Optimal waveform for fast synchronization of airfoil wakes
本研究基于相位降阶方法求解最优驱动波形，实现了低至两个周期的翼型尾流快速同步，显著优于传统正弦驱动，为非定常流动控制提供了高效手段。
2023-11-17 physics.flu-dyn
Inertia and slip effects on the instability of a liquid film coated on a fibre
本研究针对纤维表面液膜的不稳定性问题，建立了基于轴对称Navier-Stokes方程的线性不稳定性分析框架，揭示了惯性与滑移对失稳模式、扰动增长的作用规律，并通过直接数值模拟验证了理论结果，还发现弱惯性下滑移使卫星液滴体积呈幂律减小。
2024-02-01 math.AP physics.flu-dyn
Experimental investigation on the turbulent wake flow in fully-established transonic buffet conditions
跨音速飞行状态通常由跨音速抖振控制，这是一种高度非定常和复杂的激波/边界层干扰，涉及流场的主要部分。这种现象与压缩激波的大幅度周期性运动以及大尺度流动分离和间歇性再附着有关。由于所产生的全局流动拓扑的大尺度变化，翼型或机翼的湍流尾流也受到严重影响，并且尾流冲击的下游的任何空气动力学装置也受到严重影响。为了分析和理解尾迹的湍流结构和动力学，我们对超临界OAT 15 A翼型在跨音速抖振条件下的近尾迹进行了全面的实验研究，弦雷诺数为2 mio。速度场测量结果表明，抖振模态对翼型吸力面边界流场和尾流都有严重的全局影响。流动间歇性地强烈分离，具有延伸到尾流中的显著动量赤字。抖振运动引起严重的扰动和湍流的变化，如根据雷诺剪应力和RMS值的相平均湍流量所示。利用高速聚焦纹影序列分析了下游对流波动和湍流结构的光谱性质。对后缘附近涡脱落的功率谱密度的分析表明，主频率比与激波抖振有关的主频率高一个数量级。结果表明，剪切层的拍动运动是伴随着冯卡门型涡街的波动强度的形成。这些尾流结构和动力学将影响受尾流影响的任何下游空气动力学装置。
2023-01-15 physics.flu-dyn
Hydrodynamics of an oscillating cylinder inline with steady current
本研究在Re=500下数值研究共线振荡圆柱的尾流与受力，揭示不同λ*区间的尾流作用机制、同步模态的阿诺德舌分布及涡脱落规律，验证了Morison方程仅在小λ*范围适用。
2024-09-13 physics.flu-dyn
Effect of slip boundary conditions on interfacial stability of two-layer viscous fluids under shear
传统的分层流体动力稳定性研究方法包括层间粘性边界条件。然而，在聚合物体系中可能违反这一规则，因此可能出现各种不稳定性。本文的主要目的是从理论上分析滑移边界条件对简单剪切流作用下两不互溶粘性层间界面流体动力稳定性的影响。结果表明，长波扰动的增长率对层间界面和外边界处的滑移相当敏感。这些现象示出给不同的贡献取决于粘度，厚度和密度比的层的剪切流的稳定性。特别是界面滑移会增加扰动增长率，导致流动不稳定。这种效应的一个重要后果是违反了稳定性的剪切层具有相同的粘度和密度在一个广泛的厚度比范围。长波传播的条件进行了分析，以及显示出强烈的依赖于边界条件的类型。
2015-06-09 physics.flu-dyn
Stability of viscosity stratified flows down an incline: Role of miscibility and wall slip
本文研究了壁面速度滑移对重力驱动下倾斜两相混溶流线性稳定性的影响。流体具有匹配的密度但不同的粘度。由于流体之间存在薄的混合层，因此实现了平滑的粘度分层。结果表明，滑移的存在表现出的承诺，通过提高临界雷诺数在发病和减少带宽的不稳定波数超过阈值的主导不稳定性的混相流系统的稳定。这与其在单一流体沿着光滑基底向下的情况下的作用不同，在光滑基底中，滑动在开始时使流动系统不稳定。虽然稳定性类似于相同的流动系统下的刚性基板，滑动被证明延迟任何粘度对比的表面模式不稳定性。当混合层远离/靠近/靠近滑壁时，对由于主导扰动临界层与混合层重叠而产生的重叠模态有阻尼/促进作用。滑移效应的变化趋势受混合层位置、粘性较大流体位置以及两种流体的质量扩散系数的影响。滑移的稳定特性可以有利地用于抑制非线性击穿，该非线性击穿可能由于在无滑移的衬底上的流动中的不稳定模式的共存而发生。本研究的结果表明，它是可取的，以满足特定的应用程序的特定需要，设计一个光滑的表面具有适当的滑动灵敏度。
2016-05-20 physics.flu-dyn
Enhancing Thrust in Flapping Airfoils Through Wake Interactions with Oscillating Cylinder
该研究探究振荡圆柱尾流对扑翼翼型推力性能的影响，发现置于该尾流中的翼型推力更高，且翼型斯特劳哈尔数与俯仰振幅直接相关，为优化扑翼翼型效率提供了新思路。
2024-10-31 physics.flu-dyn
Mass and moment of inertia govern the transition in the dynamics and wakes of freely rising and falling cylinders
在这封信中，我们研究了静止流体中自由上升和下降的圆柱体的运动和尾流模式。我们发现，振荡的幅度和整个系统的动力学是错综复杂的两个参数：粒子的质量密度相对于流体$m^* \equiv ρ_p/ρ_f$和它的相对转动惯量$I^* \equiv {I}_p/{I}_f$。这取代了目前的理解，即临界质量密度（$m^*\approx$ 0.54）单独触发剧烈振动的突然发生。使用超过144个组合的${m}^*$和$I^*$，我们全面映射出参数空间覆盖非常重（$m^* > 10$）非常浮力（$m^* < 0.1$）的颗粒。整个数据崩溃成两个标度制度划分的过渡斯特劳哈尔数，$St_t \approx 0.17$。$St_t$将质量主导的区域与由粒子的转动惯量主导的区域分开。从一种状态到另一种状态的转变也标志着尾流脱落模式的逐渐转变：从经典的$2S$ ~（2-Single）涡模式到$2P$ ~（2-Pairs）涡模式。因此，自转可以对自由上升的各向同性体的轨迹和尾流产生显著影响。
2017-06-26 physics.flu-dyn
Hydrodynamic Interactions of Spherical Particles in A Fluid Confined by A Rough And No-Slip Wall
在这篇文章中，我们开发了一个理论框架来研究在非平坦和无滑移边界的存在下的水动力相互作用。本文计算了边界壁的小振幅和正弦变形对球形粒子自运动和两体流体动力学相互作用的影响。我们表明，表面粗糙度提高了自流动性的方式，在一个局部驼峰的表面前的运动，流动性强度降低，而它增加的运动以上的局部深度的粗糙表面。数值分析了表面粗糙度对两体水动力相互作用的影响。
2010-09-29 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Volume entrained in the wake of a disc intruding into an oil-water interface
物体通过平面界面进入流体时，会使界面变形，使得界面一侧的流体被带入另一侧，这种现象称为达尔文漂移。我们研究这种现象的实验使用的光盘，这是完全在两个不混溶的流体，即油和水的界面开始。首先，我们观察到由于两种流体之间的密度差，界面的变形受到重力的影响，并表明存在一个普遍行为的时间窗口。其次，我们通过与边界积分模拟的比较表明，即使变形是普遍的，我们的结果不能完全解释的势流解。我们将这种差异归因于在圆盘尾流中产生的起始涡流。然而，由于涡的大小和强度显示出与势流解相同的普适性，因此保持了普适性。
2016-01-12 physics.flu-dyn
Enhanced slip properties of lubricant-infused grooves
我们确定的润滑剂注入单向表面的液体流动的增强滑动性能。这种情况反映了许多实际设置，包括液体流过填充有气体的超疏水性凹槽，或者流过注入有另一种不混溶的较小或相等粘度的液体的凹槽，即润滑剂和液体粘度的比率$μ\leq 1$。为了最大化滑移，我们考虑与流动对齐的深沟。（归一化的纹理周期$L$）的有效滑移长度，$b_{\mathrm{eff}}$，被发现作为一个扩展到一阶的突出角$θ$约一个解决方案的平坦的液体润滑剂界面。我们的研究结果表明，$b_{\mathrm{eff}}$与润滑剂的面积分数，$ϕ$，并与$μ$强烈下降显着增加。相比之下，仅观察到$θ$对$b_{\mathrm{eff}}$的影响很小。相对于平坦的液体-润滑剂界面的情况，凸形弯月面略微增强，而凹形弯月面略微减小$b_{\mathrm{eff}}$。当$μ= 0$时，发现$θ$的最大校正，其随$μ$降低，并在$μ= 1$时消失。最后，我们表明，注入润滑剂的小$θ$表面可以模拟为平面与图案的局部滑移边界条件，和（缩放与$L$）的局部滑移长度在液体润滑剂界面是一个通用的功能$ϕ$和$μ$。
2018-08-17 physics.flu-dyn
Prediction of frequencies in thermosolutal convection from mean flows
出于对圆柱体尾迹的研究，其中涡脱落频率可以从平均流中获得，我们研究了由相反的热梯度和溶质梯度驱动的热溶质对流。在具有水平周期性和垂直无滑移边界条件的典型二维几何结构中，通过Hopf分叉同时产生行波和驻波的分支。与对圆柱体尾流进行的类似分析一致，我们发现热溶质对流的行波具有RZIF特性，这意味着对行波的平均场进行线性化会产生一个实部几乎为零且虚部非常接近非线性频率的特征值。与此形成鲜明对比的是，关于驻波的平均场的线性化既不产生零增长，也不产生非线性频率。结果表明，这种差异可以归因于这样一个事实，即时间功率谱的行波是峰值，而驻波是广泛的。我们给出了一个一般的示范，任何准单色振荡的频率可以预测从其时间平均值。
2016-01-27 physics.flu-dyn
Comparative study of equilibrium and non-equilibrium predictions by different models for a hypersonic cone at high-altitude
School of Aerospace Engineering, Xiamen University（厦门大学航空航天学院）；Science and Technology on Space Physics Laboratory, China Academy of Launch Vehicle Technology（中国运载技术研究院空间物理重点实验室）
研究比较了不同模型对高速锥体在高海拔下的平衡与非平衡预测，发现平衡模型预测的阻力系数等参数更高，非平衡模型间存在差异，且在激波层和尾涡区域差异显著。
2026-01-15 physics.flu-dyn
Kinetic Slip Condition, van der Waals Forces, and Dynamic Contact Angle
考虑到分子间力，并在分子截止距离处引入动力学滑移条件，计算了铺展润湿膜的轮廓。这消除了应力奇异性，从而明确定义了“真实”和“可见”接触角。截止距离处的“真实”接触角取决于滑移长度以及边缘传播速度，但不取决于重力或渐近倾角。然而，这些宏观因素影响在实际膜轮廓偏离中间渐近曲线的间隔中观察到的“可见”接触角。
2000-05-24 physics.chem-ph physics.flu-dyn
Simulations of slip flow on nanobubble-laden surfaces
在微结构疏水性表面上，几何图案可能导致超疏水状态的出现，其中表面的气泡可能对沿着此类表面的流体流动产生强烈影响。特别地，它们可以强烈地影响在表面处检测到的滑动。我们提出了两相格子玻尔兹曼模拟的结构表面上的流动与附着的气泡和演示如何检测到的滑移取决于图案的几何形状，体压，或剪切速率。由于一个大的滑动导致减少摩擦，我们的研究结果允许协助优化微通道流量大的吞吐量。
2010-05-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The effect of wall slip on the dewetting of ultrathin films on solid substrates: Linear instability and second-order lubrication theory
在惯性可忽略的情况下，分析了壁面滑移对固体基底上非润湿液膜不稳定性的影响。特别是，我们专注于膜的稳定性，比较在文献中，即弱，中间和强滑动模型，与斯托克斯方程的三种润滑模型的性能。由于没有上述领先阶润滑模型被证明是能够预测的增长率的扰动的整个范围内的滑动长度，我们开发了一个抛物线模型，能够准确地预测的线性动态的膜为任意滑动长度。
2020-10-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Slip, concentration fluctuations and flow instability in sheared polymer solutions
最近的实验表明，剪切增强聚合物溶液中的浓度波动的增长是强烈的固体边界的影响。我们分析了剪切聚合物溶液的模型的动力学，占应力变化对质量通量和壁滑移的影响。当（且仅当）存在这些效应时，流动表现出与实验观察一致的边界局部不稳定性。即使在流动不稳定的情况下，热驱动的浓度波动显着增强边界附近。
2001-01-23 cond-mat.soft cond-mat.stat-mech physics.flu-dyn
Slip behavior in liquid films on surfaces of patterned wettability: Comparison between continuum and molecular dynamics simulations
研究了牛顿流体在混合边界条件下受基底约束的平面剪切作用时滑移长度的行为。上壁，由有限或消失的滑动的均匀表面组成，以恒定的速度平行于下固定壁移动，下固定壁的表面图案化有代表无剪切和有限或无滑动的交替区域的条纹阵列。速度场和有效滑移长度计算从分子动力学（MD）模拟和解决方案的斯托克斯方程的流动配置，无论是平行或垂直于条纹。当滑移区的归一化宽度$a/σ\gtrsim {\cal O}(10)$，其中$σ$是表征Lennard-Jones相互作用的（流体）分子直径时，获得流体动力学和MD结果之间的极好的一致性。在该状态下，有效滑动长度随着$a/σ$单调增加至饱和值。对于$a/σ\lesssim {\cal O}(10)$和横向流动配置，在下壁处的非均匀相互作用势构成粗糙表面，其分子尺度波纹强烈地减小了低于流体动力学结果的有效滑移长度。纵向流动的平移对称性消除了分子尺度粗糙度的影响;然而，对于小的$a/σ$值，在有限滑移的润湿区域上方减少的分子有序性增加了远高于流体动力学预测的有效滑移长度的值。有效滑移长度和代表图案化壁附近的第一流体层的液体结构因子之间的强逆相关性说明了分子有序效应对非惯性流中的滑移的影响。
2005-05-10 cond-mat.mtrl-sci cond-mat.soft cond-mat.stat-mech
Molecular diffusion and slip boundary conditions at smooth surfaces with periodic and random nanoscale textures
采用分子动力学（MD）模拟方法研究了周期性和随机性表面织构对牛顿流体流动结构和有效滑移长度的影响。我们考虑的情况下，典型的图案尺寸小于通道的高度和局部边界条件在润湿和非润湿区域的特点是有限的滑移长度。在各向异性图案的情况下，横向流动剖面报告的不同润湿性的交替条纹的流动时，剪切流动方向是不对齐的条纹取向。从MD模拟获得的有效滑移长度的角度依赖性是在流体动力学预测提供的条纹宽度大于几个分子直径的良好协议。我们发现，沿剪切流动方向的滑移速度的纵向分量是成比例的流体单体在该方向上在平衡时的界面扩散系数。在随机纹理的情况下，有效滑移长度和流体单体在第一层的非均匀表面附近的扩散系数敏感地依赖于润湿区域的总面积。
2011-08-15 cond-mat.soft physics.flu-dyn
