Comment on Radiation effects on a certain MHD free convection flow, by A. Y. Ghaly and on Chebyshev finite difference method for the effects of chemical reaction, heat and mass transfer on laminar flow along a semi infinite horizontal plate with temperature dependent viscosity, by A.Y. Ghaly and M.A. Seddeek
在上述论文[Chaos，Solitons & Fractals，13（2002）1843-1850]中，作者处理了沿导电流体的竖直等温板的边界层流动。板位于恒定速度$u_\infty$、恒定温度$T_\infty$和恒定质量浓度$C_\infty$的垂直自由流中。板块垂直移动的速度是距离$x$（$u_w=cx$）的线性函数。具有恒定强度$B_0$的横向磁场被施加在流动上。对边界层方程进行了数值积分。然而，本文存在一个根本性的错误，所给出的结果没有任何实际价值。
2007-03-29 physics.flu-dyn
Horizontal velocity field near the hot plate in turbulent natural convection
我们研究的速度场在水平（x-y）平面上的热板1.5毫米以上的湍流自然对流，使用PIV在瑞利数Raw=106和普朗特数Pr=5.2。测量平面位于根据自然对流边界层方程[7]估算的速度边界层内，以及由于大尺度流动[2，5]而导致的速度边界层内。边界层由线羽流组成，线羽流之间有下沉流体。从下沉流体中心到线羽流的瞬时速度变化被发现偏离经典的Prandtl-Blasius层流边界层轮廓，这被GL理论假定为边界层的性质[2，5]。计算结果与自然对流边界层廓线吻合较好。时间平均的平均速度变化偏离自然对流和Blasius型配置文件的预期，因为它取决于线羽的方向。我们的测量结果证明了在线状羽流两侧存在自然对流边界层的理论[10]。
2014-04-04 physics.flu-dyn
Propagation of Shear Horizontal Acoustic Waves in a Quartz Plate with a Fluid Layer for Liquid Sensor Application
本文研究石英板与粘性流体层接触时SH声波的传播，基于Mindlin板理论和牛顿流体理论推导色散关系并给出长波近似解，为液体粘度或密度传感器设计提供理论依据。
2024-09-29 physics.app-ph physics.flu-dyn
Buoyancy segregation suppresses viscous fingering in horizontal displacements in a porous layer
本文研究了在水平多孔介质层中，低密度、低粘度的第二输入流体对周围流体的轴对称驱替问题。如果这两种流体已经被浮力垂直分离，则流动变得自相似，其中输入流体优先在上边界附近流动。我们表明，这种轴对称的自相似流是稳定的任何粘度比的依赖于角度的扰动。由于流体的浮力分离，Saffman-Taylor不稳定性被抑制。分离电流的径向范围与粘度比成反比。侵入体的这种水平延伸消除了与粘度对比相关的流体之间的压力梯度的不连续性。因此，即使对于任意小的密度差，粘性指进在后期也被关闭。通过界面形状和压力梯度的耦合问题的数值积分，并通过互补渐近分析，预测每个模式的衰减率，证实了稳定性。结果被扩展到各向异性和垂直非均匀层。界面可能有陡峭的激波状区域，但当流体被浮力隔离时，流动总是稳定的，就像在均匀层中一样。
2022-07-13 physics.flu-dyn
Nonlinear periodic wavetrains in thin liquid films falling on a uniformly heated horizontal plate
落在均匀加热的水平板上的薄液膜扩散成指状波纹，其可以显示从连续波、非线性空间局部周期波图案（即，溪流结构）到调制的非线性波列结构的复杂动力学。这些结构中的一些已经在实验中观察到，但是它们形成的条件仍然没有很好的理解。在这项工作中，我们研究的轮廓的非线性波图案所形成的薄液膜落在均匀加热的矩形板。为此，考虑Benney模型，假设沿着水平表面上的薄膜传播具有均匀的温度分布。结果表明，对于较强的表面张力和较小的Biot数，在适当的条件下，通过求解控制方程，可以解析地得到空间局域的行波结构.在弱非线性区域，采用多尺度展开和约化微扰方法，得到一个复杂的Ginzburg-Landau方程，其解为调制的周期脉冲序列，其幅度、宽度和周期用模型的特征参数表示.
2018-04-19 nlin.PS physics.flu-dyn
Axisymmetric monopole and dipole flow singularities in proximity of a stationary no-slip plate immersed in a Brinkman fluid
该研究理论求解了Brinkman流体中圆形静止无滑移平板附近轴对称单极子、偶极子奇点诱导的低雷诺数流动，分析了参数对流动的影响及平板对粒子、主动游泳者的作用，可为微流控与多孔介质流动研究提供参考。
2023-06-23 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Non-axisymmetric instability of shear-banded Taylor-Couette flow
最近的实验表明，剪切带流的半稀释蠕虫状胶束在泰勒-库埃特几何形状表现出流动的泰勒涡的形式不稳定。在这里，我们进行非轴对称的线性稳定性分析的扩散剪切带的Johnson-Segalman模型，并表明，这种不稳定性的性质取决于所施加的剪切速率。对于实验相关参数，我们发现，在应力平台的开始不稳定性是由带之间的界面，而大部分的应力平台是由高剪切速率带的体不稳定性。我们的工作显着改变了最近提出的剪切带流的轴对称分析的基础上的稳定性图。
2012-01-06 cond-mat.soft physics.flu-dyn
The history effect on bubble growth and dissolution. Part 2. Experiments and simulations of a spherical bubble attached to a horizontal flat plate
在过饱和或欠饱和溶液中的可溶性气泡的生长或溶解动力学的准确描述，需要考虑到一些物理效应，有助于瞬时传质速率。其中之一就是所谓的历史效应。它指的是气泡周围的局部浓度边界层的贡献，该边界层是由气泡和液体环境之间的过去的质量传递事件发展而来的。在本工作的第1部分\citep{penas2016}中，对球形孤立气泡的这种效应进行了理论处理。在这里，第二部分提供了一个实验和数值研究的历史效应有关的球形气泡附着在水平平板和重力的存在。本文中开发的模拟技术是基于流函数-涡量公式，可应用于其他流量的气泡或液滴交换质量中存在的重力场。使用这种数值工具，模拟中使用的实验中，其中的气泡暴露于随后的生长和溶解阶段，使用逐步变化的环境压力相同的条件下进行。除了证明历史效应的相关性，模拟突出的重要性，边界诱导平流准确地描述气泡的生长和收缩，即气泡半径的演变。此外，自然对流有显着的影响，显示在速度场，即使在很短的时间，虽然，在这里研究的过饱和条件下，气泡的演变预计主要是扩散。
2017-06-03 physics.flu-dyn
Generation of large-scale winds in horizontally anisotropic convection
我们模拟三维的，水平周期性的瑞利-贝纳德对流之间的自由滑动的水平板，绕着一个遥远的水平轴旋转。当板块之间的温差和旋转速率都足够大时，就会产生与旋转矢量和重力矢量都垂直的强水平风。风是湍流的，大规模的，垂直剪切。水平各向异性，在这里产生的旋转，似乎是必要的，这样的风力发电。气流的大部分动能存在于风中，垂直湍流热通量平均比无风时低得多。
2015-07-31 astro-ph.SR physics.flu-dyn
Global stability analysis of axisymmetric boundary layers
本文对不可压圆柱轴对称边界层的线性整体稳定性进行了分析。在入口处，底部流动平行于圆柱的轴线。沿流向的压力梯度为零。基本流速剖面在性质上是完全不平行和不相似的。边界层在空间方向上连续增长。在圆柱极坐标系下，推导了扰动流量的线性化Navier-Stokes（LNS）方程。LNS方程与齐次边界条件一起构成广义特征值问题。由于基流是轴对称的，扰动在方位角方向上是周期性的。用Chebyshev谱配置法和Arnoldi迭代法求解一般特征值问题。计算了雷诺数范围和不同方位波数下的全球时间模式。计算的本征模的最大虚部是负的，因此流动是暂时稳定的。本征模的空间结构表明，流动是对流不稳定的，因为扰动振幅的大小和幅度增长时，向下游移动。在低雷诺数下，轴对称边界层的整体模态比二维平板边界层的整体模态稳定。然而，在高雷诺数下，它们接近于二维平板边界层。因此，在低雷诺数下，横向曲率的阻尼效应是显著的。的波动性质的扰动被发现最不稳定的本征模。
2016-08-29 physics.flu-dyn
Fluid mechanics of free subduction on a sphere, 1: The axisymmetric case
为了理解球形几何形状如何影响地球上海洋岩石圈重力驱动俯冲的动力学，我们研究了一个简单的模型：一个厚度为$h$、粘度为$η_1$的薄而致密的轴对称壳下沉到一个半径为$R_0$、粘度为$η_0$的球形流体中。使用基于薄粘性壳理论的尺度分析，我们确定了一个基本的长度尺度，“弯曲长度”$l_b$，和两个关键的无量纲参数，控制的动态：“弯曲刚度”$St = (η_1/η_0)(h/l_b)^3$和“球度数”$Σ= (l_b/R_0)\cotθ_t$，其中$θ_t$是俯冲沟的角半径。为了验证尺度分析，我们获得了一套瞬时数值解使用边界元法的基础上新的分析点力格林函数，满足自由滑动边界条件的球体的表面。为了隔离球度的影响，我们计算了壳体俯冲部分前端的径向下沉速度$V$和环向应力合成$T_2$，两者均通过其“平地”值进行归一化（即，用于$Σ= 0$）。对于$η_1/η_0$的合理陆地值（$\approx$几百），球度对$V$有适度的影响，对于太平洋板块等大板块，$V$减少了$< 7\%$，对于科科斯和菲律宾海板块等较小板块，减少了高达34%。然而，球形度对$T_2$的影响要大得多，对于大盘子，它增加了64%，对于小盘子，它增加了240%。这一结果对俯冲球壳纵向屈曲不稳定性的增长具有重要意义。
2021-10-08 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Modeling and dynamics of axisymmetric thin liquid film flow along a conical surface
School of Engineering Science, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学工程科学学院）
本文研究了锥面流动中薄液膜的建模与动力学，发现自由表面曲率对稳定性阈值有关键影响，并通过低维模型分析了线性和非线性波的特性。
2026-02-10 physics.flu-dyn
Horizontal Structures of Velocity and Temperature Boundary Layers in 2D Numerical Turbulent Rayleigh-Bénard Convection
本文利用在瑞利数Ra=10^8和普朗特数Pr=4.4条件下获得的具有恒定材料参数的Oberbeck-Boussinesq流动的二维数值数据，研究了Rayleigh-Bénard对流单体的底部（和顶部）传导板上不同水平位置处的近板速度和温度分布的结构。结果表明，在大多数情况下，对于速度和温度，用动态标架法[Q。Zhou和K.- Q. Xia，Phys. Rev. Lett. 104，104301（2010）与经典的Prandtl-Blasius层流边界层（BL）剖面吻合得很好。因此，当平均的动态参考系，波动与各自的瞬时运动和热BL厚度，所获得的平均速度和温度分布也是普朗特-Blasius型几乎所有的水平位置。我们进一步表明，在某些情况下，传统的定义的基础上的时间平均配置文件可以导致非物理BL厚度，而动力学方法也在这种情况下，可以提供一个良好定义的BL厚度的运动和热BL。
2011-09-30 physics.flu-dyn
The Turbulent Boundary Layer on a Horizontally Moving, Partially Submerged, Surface-Piercing Vertical Wall
本文考虑了垂直表面穿透板产生的边界层剪切流中湍流与自由表面之间的复杂相互作用，包括空气卷吸过程。建立了一个实验室规模的装置，该装置利用表面穿孔不锈钢带，该不锈钢带围绕两个垂直辊成环行进，辊之间的一段带充当水平移动的平壁。带既作为突然启动的板操作以再现边界层流，又在存在平行于带定位的静止平板的稳定状态下操作以产生具有自由表面的库埃特流。表面轮廓测量与电影激光诱导荧光系统在这两个实验和空气夹带事件和气泡运动观察立体水下白光电影中突然开始带实验。据发现，RMS表面高度波动，$η$，峰值附近的边界的流动和增加近似线性带速度。在库埃特流动实验中，在$\partialη/\partial t$的光谱中的主峰被发现在无量纲频率$fH/U\approx 0.7$处。在突然启动的带实验中，表面波动似乎强烈地影响到次表面湍流内的边界层，而波纹传播自由时，远离带。此外，观察到空气夹带的一些机制，并与Brocchini和Pregrine（J. Fluid Mech.，499，225-254，2001）。
2016-06-16 physics.flu-dyn
The effect of velocity boundary conditions on the heat transfer and flow topology in two-dimensional Rayleigh-Bénard convection
研究了不同速度边界条件对二维Rayleigh-Bénard对流的影响。在侧壁和水平板上使用无滑移、无应力和周期性边界条件的组合。对于所研究的$10^8$和$10^{11}$之间的瑞利数Ra，在无滑移侧壁的情况下，$Γ= 0.33$的热传输低于$Γ= 1$。这对于无应力侧壁是令人惊讶地相反的，其中对于较低的纵横比，热传输增加。在较宽的细胞中，观察到$\text{Ra} \ge 10^{10}$的纵横比依赖性消失。可以看到两种不同的流动类型具有非常不同的动力学，主要取决于板速度边界条件，即卷状流动和水平带状流动，这对系统中的动力学和热传输有实质性的影响。主要是水平的带状流抑制热通量，并观察到无应力和不对称的板。低纵横比周期性侧壁模拟板上的无滑移边界条件也表现出带状流。在所有其他情况下，流动是滚动状的。在二维Rayleigh-Bénard对流中，速度边界条件对卷状流和带状流都有很大的影响，在施加边界条件之前必须考虑这些影响。
2015-01-08 physics.flu-dyn
Axisymmetric gravity currents in anisotropic porous media
研究了水平渗透率大于垂直渗透率的各向异性多孔介质中轴对称重力流的运动。经典轴对称重力流在原点附近存在非物理奇点。我们解决这个问题，考虑一个压力占主导地位的区域附近的原点，允许从源的垂直流动，使目前仍然是有限的深度，而超出这个区域的流量是重力为主。在早期，内部压力驱动区域控制电流的扩散，但在后期，内部区域占据电流的逐渐较小的部分，使得半径以$\sim t^{3/7}$的形式增加，而靠近原点的深度以$\sim t^{1/7}$的形式增加。各向异性的存在突出了这一现象，因为垂直渗透率通过原点附近的压力驱动流在后期保持对流动的影响。利用这些结果，我们提供了一些定量的见解占主导地位的动态控制CO $_2$迁移通过可渗透含水层，发生在碳捕获和储存的背景下。
2022-02-03 physics.flu-dyn
Dynamics of line plumes on horizontal surfaces in turbulent convection
本文研究了60年瑞利数$(10^5<Ra_w<10^{11})$和20年普朗特数$(0.7<Pr<600)$的湍流对流中底板上线羽流的动力学。我们定性确定的主要动力学的运动沿羽流，横向合并的羽流和启动的羽流;各种其他小类型的运动也发生随着这些主要的动态。沿羽流长度的平均速度与大尺度流速成比例，受剪切影响的羽流长度的分数随着$Ra_w$的增加而增加，为$L_{ps}/L_p\sim Ra_w^{0.04} Pr^{-0.1}$。与\cite{how}相一致，羽流开始的平均时间$\bar{t^*}$与板块附近的扩散时间尺度$Z_w^2/α$成比例，其中$Z_w$是板块附近的适当长度尺度。经历合并的羽流长度的分数随着$Ra_w$的增加而减少，为，$L_{pm}/L_p \sim Ra_w^{-0.04} Pr^{0.1}$。羽流在其合并周期中以恒定速度合并，然而，这些恒定速度的值取决于测量的位置和时间。所有$Ra_w$和$Pr$的合并速度具有共同的对数正态分布，但它们的均值和方差随着$Ra_w$的增加和$Pr$的减少而增加。$\bar{V_m}$比大尺度速度低一个数量级，按羽流两侧的平均卷吸速度换算。这意味着$\bar{V_m}$的尺度与板$ν/Z_w$附近的速度尺度相同。$Re_H$，雷诺数以$\bar{V_m}$表示，层高$H$以$Ra^{1/3}$表示，与努塞尔数$Nu$相同;因此…
2013-07-04 physics.flu-dyn
Linear stability analysis of fluid flow between two parallel porous stationary plates with small suction and injection
本文研究了两平行多孔平板间粘性不可压缩流体流动的线性稳定性问题，假定平板上有一个小的常值吸力，下有一个小的常值喷射，将Navier-Stokes方程和连续方程简化为一个修正的Orr-Sommerfeld方程，并将其与吸力Reynolds数进行了比较。该方程被重写为特征值问题，并使用Matlab（Windows版本）进行数值求解。讨论了小抽吸雷诺数对线性稳定流动的影响。
2013-04-26 physics.flu-dyn
Sidewall effects in Rayleigh-Bénard convection
采用直接数值模拟方法研究了侧壁温度边界条件对Rayleigh-Bénard（RB）对流传热的影响。对于相对低的瑞利数Ra，当侧壁是等温的，保持在温度$T_c+Δ/2$（其中$Δ$是水平板之间的温差，而$T_c$是冷板的温度）时，热传输比当侧壁是绝热的时高。原因是在前一种情况下，部分热流通过充当短路的侧壁逸出而避免了流体层的热阻。对于较高的Ra，本体变得更加等温，并且这减少了通过侧壁的热流。因此，对于足够高的Ra（$\simeq 10^{10}$），具有等温侧壁的单元中的热通量收敛到具有绝热侧壁的单元中获得的值。然而，当侧壁温度偏离$T_c+Δ/2$时，底板和顶板处的热传递不同于使用绝热侧壁获得的值。在这种情况下，该差异不随Ra的增加而减小，从而表明实验装置的环境温度可以影响热传递。当只有靠近水平板的非常小的侧壁区域保持等温而侧壁的其余部分绝热时，观察到类似的行为。原因在于，在最靠近水平板的区域中，流体与侧壁之间的温差最高。这表明，应该小心地将热屏蔽放置在流体样品外部，以最大限度地减少寄生热流。
2014-12-22 physics.flu-dyn
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
The Influence of Horizontal Boundaries on Ekman Circulation and Angular Momentum Transport in a Cylindrical Annulus
我们提出了数值模拟的圆形Couette流在轴对称和全三维几何形状的圆柱环的启发普林斯顿MRI液体镓实验。采用谱元程序Nek 5000求解不可压纳维-斯托克斯方程，并结合实际的差动旋转圆环的水平边界条件。我们调查的影响，不断变化的旋转速率（雷诺数）和水平边界条件上的流动结构，埃克曼环流和相关的运输角动量通过发病的不稳定性和三维。Ekman流动和环流对水平边界条件的依赖性的解释提出了一种机制。
2008-06-27 astro-ph physics.flu-dyn
A One-Dimensional Integral Equation for a Porous Horizontal Disc under Water Waves
Federal Institute of Mato Grosso（马托格罗索联邦学院）；Institute of Mathematics and Statistics, Federal University of Rio Grande do Sul（南里奥格兰德联邦大学数学与统计研究所）
研究水波作用下多孔水平圆盘的波散射问题，将其表述为积分方程，用边界元法求解，重点计算水动力。结果表明孔隙率参数G对附加质量、阻尼系数等有影响，所提公式经验证与文献吻合良好。
2026-07-24 math-ph math.MP physics.flu-dyn
Axisymmetric pseudoplastic thin films in planar and spherical geometries
本文针对平面与球面几何中重力驱动的轴对称假塑性薄膜铺展问题，建立了具有恒定黏度平台的简化流变模型，给出流速与体积通量的解析解，并通过数值模拟揭示了剪切变稀、黏度比及过渡应力对层演化的影响。
2023-05-31 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Global wake instabilities of low aspect-ratio flate-plates
本文研究了垂直于来流放置的平板后发展的三维定常尾流的线性不稳定性。这里考虑的是以低长宽比$L$为特征的板。通过在$1 \le L \le 6$范围内改变该纵横比，识别出三种不稳定情形。对于非常低的纵横比$1 \le L \le 2$，流动首先是不稳定的，当雷诺数增加时，由一个稳定的全球模式，打破了顶部/底部平面反射对称。对称定常流通过一个叉状分叉分叉，朝向一个非对称定常尾流分叉，类似于球体和圆盘后面的轴对称尾流的情况。对于大展弦比$2.5 \le L \le 6$，第一不稳定模态也破坏了顶底对称性，但是是不稳定的。对于二维圆柱后的尾迹，出现了Hopf分叉。最后，一个中间制度$2 \le L \le 2.5$被发现的流动变得第一不稳定的非定常模式，打破了左/右平面反射对称。
2014-01-28 physics.flu-dyn
Measurements of Flow Velocity and Scalar Concentration in Turbulent Multi-component Jets: Asymmetry and Buoyancy Effects
浮力效应和喷嘴几何形状对湍流射流分散有显著影响。这项工作的动机是涉及氢的应用。以氦气为实验代用品，采用粒子图像测速技术（PIV）和平面激光诱导荧光（PLIF）技术对圆管侧壁圆孔产生的水平浮力射流进行了实验研究，获得了瞬时和时均速度场和浓度场。浮力和不对称性对所产生的流动结构的影响进行了研究，在一定范围内的雷诺数和气体密度。显着差异被发现之间的中心线轨迹，传播速率，和速度衰减的常规水平圆形轴对称射流通过平板和管道泄漏的代表性射流在本研究中考虑的问题。现实管道射流总是不对称的，并发现在近场射流轴偏转。在远场，人们发现，现实的管道泄漏的几何形状导致浮力效应占主导地位比预期更快地通过平板发出的水平圆形射流相比。
2018-11-14 physics.flu-dyn
Inertial wave super-attractor in a truncated elliptical cone
研究非轴对称三维旋转腔体中截头椭圆锥内的惯性波传播，通过射线追踪、渐近分析和数值模拟，发现破坏轴对称性可使吸引子被困于三维特定平面内，且所有射线均收敛于流体内部的同一极限环。
2024-01-10 physics.flu-dyn
Torricelli's Curtain: Morphology of Horizontal Laminar Jets Under Gravity
粘性流体从长的水平圆管中流出，形成了一个复杂的结构，该结构包括上方的主射流和下方的较小的二次射流，并且薄的流体帘将它们连接起来。我们在这里提出了一个相结合的实验，理论和数值研究这个“托里切利的窗帘”的现象，专注于控制其形态的因素。我们提出了一个理论模型的窗帘，其中颗粒轨迹的结果从两个运动的组成：一个水平分量对应于不断发展的轴对称粘性射流的轴向速度分布，和一个垂直分量由于重力下的自由降落。该模型很好地预测了主射流的轨迹，但二次射流的轨迹稍差。我们认为，其余的差异可能是由表面张力驱动（泰勒-库里克）收缩的二次射流解释。最后，直接数值模拟揭示了再循环的“迪恩”旋涡在垂直部分的主要射流，放置托里切利的窗帘牢固的背景下，在弯曲的管道中的流动。
2021-06-04 physics.flu-dyn physics.geo-ph
Role of Skin Friction Drag during Flow-Induced Reconfiguration of a Flexible Thin Plate
本文研究了低雷诺数下存在蒙皮摩擦阻力时柔性薄板的流动诱导重构减阻问题。该板经受均匀的自由流，并且在一端被栓系。我们扩展了现有的模型在文献中考虑皮肤摩擦阻力。相对于刚性直立板，板上的总阻力由于流动诱导的重构而减小，并且进一步重构由于蒙皮摩擦阻力的增加而增加总阻力。在给定雷诺数下，存在一个临界柯西数$Ca$，在该临界值处，板相对于刚性直立板的总阻力最小。在这种情况下，板的重构形状是唯一的，超过该形状，即使重构，板上的总阻力也会增加。直立刚性板的形状阻力系数与水平刚性板的表面阻力系数之比（$λ$）决定了临界柯西数（$Ca_{cr}$）。我们建议修改的阻力缩放与自由流速度（$F_{x}$ ${\propto}$ $U^{n}$）在皮肤摩擦阻力的存在。对于$0.01 \leq Re \leq 1$，$n = 4/5 + λ/5$对于1 $\leq$，$Ca$，$<$，$Ca_{cr}$，$n = 1 + λ/5$对于$Ca_{cr} \leq Ca \leq 300$，可以找到以下$n$的表达式，其中$Re$是雷诺数。简要讨论了表面摩擦阻力和浮力对减阻的综合作用。实验的可行性评估，以将本模型转化为物理系统。
2017-12-01 physics.flu-dyn
On analytical solution of stationary two dimensional boundary problem of natural convection
本文给出了描述半无限长竖直平板等温表面自由对流换热的二维定常Navier-Stokes方程、连续方程和Fourier-基尔霍夫方程组的近似解析解。问题的制定是基于典型的自然对流假设：流体不可压缩性和Boussinesq近似。我们还假设垂直于板的速度分量很小。除基本方程外，还包括边界条件：平板上的恒温和零速度。在流动的起始点，我们固定平均温度和速度的垂直分量，以及积分形式的基本守恒定律。边界问题的解表示为水平变量的泰勒级数，其系数取决于垂直变量。
2012-10-19 physics.flu-dyn
Polymer Effects on Heat Transport in Laminar Boundary Layer Flow
我们考虑了一个层流Blasius边界层流动上面的一个轻微加热的水平平板和研究的影响，聚合物添加剂上的热传输。我们表明，聚合物的作用可以被理解为一个空间依赖性的有效粘度，首先从零剪切值增加，然后指数下降回到零剪切值，因为一个远离边界。我们发现，与这样的有效粘度，无论是水平和垂直速度附近的板降低，从而导致摩擦阻力的增加和减少在流动中的热传输。
2011-04-27 nlin.CD physics.flu-dyn
A plate-type condenser platform with engineered wettability for space applications
本文提出一种面向空间应用的板式冷凝器平台，通过图案化润湿性和表面能梯度实现无重力条件下冷凝液的被动去除，并证明其能更新成核位点、提高传热性能，可用于空间温湿度管理。
2023-05-30 cond-mat.mtrl-sci physics.flu-dyn
The folding motion of an axisymmetric jet of wormlike-micelles solution
在过去的二十年里，从实验和理论的角度来看，粘性牛顿液体射流的屈曲和盘绕问题已经受到了相当程度的关注。然而，许多工业流体和消费品都是非牛顿流体，它们的流变特性会影响它们的流动行为。本工作的目的是研究圆柱形射流的粘弹性，剪切稀化溶液的十六烷基吡啶盐（CPyCl）的动力学。在浓溶液中，CPyCl表面活性剂分子已被证明以长蠕虫状胶束结构组装，这赋予流体其非牛顿性质。与牛顿流体相比，这种流体的射流显示出新的特征，包括一种运动，其中射流以类似于粘性流体片的方式来回折叠，而不是像圆柱形牛顿射流那样围绕垂直轴盘绕。CPyCl胶束流体射流的另一个新特征是在板上方射流的加宽，这使人联想到我们称为\emph{reverse swell}的挤出胀大现象。我们提出了折叠和反向膨胀的物理机制，并将理论预测与实验测量进行比较。此外，我们系统地探索不同的流态在参数空间中的高度下降和流速和比较政权映射的CPyCl胶束溶液和牛顿硅油。
2010-11-05 physics.flu-dyn
Modelling turbulence in axisymmetric wakes: an application to wind turbine wakes
本文开发了基于格林函数法的快速运行模型预测轴对称尾流湍动能分布，通过风洞实验验证并应用于风力涡轮机尾流，揭示了运行条件对湍动能生成的影响及湍流参量演化规律。
2024-08-01 physics.flu-dyn
Jet creation and wave energy dissipation by a submerged elastic plate
Laboratoire de Physique et Mécanique des Milieux Hétérogènes (PMMH), CNRS UMR 7636（异质介质物理与力学实验室（PMMH），法国国家科学研究中心）；IFP Énergies Nouvelles（法国石油研究院新能源部门）；Saint-Gobain Research Paris（圣戈班巴黎研究所）
本文通过波浪水槽实验研究了 submerged 弹性板的波-板相互作用，发现其可反射、衰减波浪并产生射流，特定频率下射流向上，对波能转换及防止海床侵蚀有重要价值。
2026-09-02 physics.flu-dyn
Numerical Investigation of a Rectangular Jet Exhausting over a Flat Plate with Periodic Surface Deformations at the Trailing Edge
为了减少喷气噪声，融合翼概念飞行器利用矩形喷气排气口从机翼后缘前方的上方排出。在这项研究中，我们再看看矩形排气口配置与一些概念上的修改后缘的几何形状，以确定是否可以减少由于喷流相互作用的噪声水平相对于基线配置。我们考虑喷气出口相对于一个代替后翼面的平板的各种水平和垂直偏移。然后，我们引入了一系列的正弦变形的后缘板的变化的振幅和波数。我们的研究结果表明，由于射流-表面相互作用发出的声级可以显着改变所提出的几何修改。虽然声音水平在许多配置中保持相当一致，但有些配置在特定方向上显示出增加和减少的声音水平。我们目前的结果在这里的模拟配置，显示出最大的整体声级下降相对于基线。这些结果提供了强有力的迹象表明，这种几何形状的修改可以潜在地被定制，以优化进一步降低声级。
2021-11-05 physics.flu-dyn
New exact solutions for the evaporation flux density of a small droplet on a flat horizontal substrate with a contact angle in the range of 135-180 degrees
针对钝角疏水接触角范围缺乏简化蒸发通量密度公式的问题，本文给出离散接触角的新精确解，并显式导出135度与150度下无积分的简洁表达式。
2023-06-08 cond-mat.soft physics.flu-dyn
Laminar boundary layers in convective heat transport
我们研究了高瑞利数和高普朗特数区域的瑞利-贝纳德对流，即，我们考虑容器中的流体，其在没有惯性效应的情况下暴露于底部的强加热和顶板的冷却。虽然在散装动力学的特点是由一个混乱的对流热流，在水平容器板的边界层基本上是导电的，因此流体是静止的。因此，平均温度在边界层中呈现线性分布。在这篇文章中，我们严格调查的平均温度和振荡的边界层通过当地的边界上的温度场。此外，我们推断，温度分布确实是基本上线性接近水平容器板。我们的结果是一致的系统参数（如瑞利数）的对数校正项。在我们的分析中，一个重要的工具是一个新的Hardy型估计的对流速度场，它可以用来控制流体运动的层。借助于对流-扩散方程的局部极大正则性估计，导出了温度场的界。
2012-12-12 math.AP nlin.CD physics.flu-dyn
Effects of Navier Slip on Film Condensation Heat Transfer over Upward Facing Horizontal Flat Surfaces with Free Edges
在微通道和工程超疏水表面的相变传热中产生的冷凝液的传输现象需要考虑滑移效应。本文研究了存在壁面滑移效应时，有限尺寸的平板和圆盘上的层流膜状凝结。通过考虑Navier滑移模型和扩展经典的Nusselt分析，在二维和轴对称坐标系中的液膜的质量，动量和能量求解膜厚度和无量纲形式的传热率。数值解产生的冷凝膜的轮廓和努塞尔数的不同值的滑移系数的局部结构。结果表明，随着滑移系数的增大，水平表面上的凝结液膜变薄，总传热量增大。特别是，回归分析的结果表明幂律依赖的努塞尔数的无量纲滑移系数的指数接近0.5。相变传热的显着增强遵循从修改的局部速度分布内的冷凝液膜，特别是在导致的额外的动量增益附近的壁面由于增加滑移效应。
2021-03-20 physics.app-ph physics.flu-dyn
Wetting of an annular liquid in a capillary tube
本文系统地研究了圆柱形毛细管中液环的润湿行为。我们得到了任意接触角的轴对称Young-Laplace方程的解析解。我们发现，对于特定的接触角和液环体积，存在两个Young-Laplace方程的解，但只有总界面能较低的一个解对应于稳定构型.过渡到一个不稳定的配置，其特征在于由特定的关键参数，如液体体积，喉直径等超出稳定制度，液体环转化为一个塞子。在数值模拟的基础上，我们还讨论了从轴对称环到非轴对称环的转变。这种转变可以由细长液环的Rayleigh-Plateau不稳定性引起。结果中提出的地图显示不同的液体形态作为一个函数的参数管理的问题。
2019-09-26 cond-mat.soft physics.flu-dyn
A theoretical and numerical study of gravity driven coating flow on cylinder and sphere: two-dimensional and axisymmetric capillary waves
建立了重力驱动的涂层在上圆柱体和球体上流动的理论模型和数值模型。本文用摄动法导出了水平圆柱和球体外液膜流动的控制方程，该方程依赖于一个Bond数$Bo$。由于对称性，它们可以简化为一维形式。重点研究了高$Bo$条件下二维轴对称毛细波的一般结构，并利用渐近理论分别求解了自由面轮廓的内外区域。虽然在外部区域的演化是本质上不同的，有内在的相似性，因为毛细管脊被证明是退化到一个参数的家庭在高$Bo$限制。使用适当的数值技术，一些参数的研究进行的轮廓的毛细波。从外解记录到的锋面扩展在早期定量地符合顶部区域的标度律，但在后期明显偏离。通过全局和局部特征强调了使用渐进理论构造的复合解与从发展方程计算的直接解之间的比较。对于高$Bo$情况，复合解和直接解之间的一致性良好。这种渐近行为在圆柱和球面上都很常见，并且不受部分润湿过程的影响。
2017-07-31 cond-mat.soft physics.flu-dyn physics.geo-ph
Heat transport by laminar boundary layer flow with polymers
最近的实验观察的动机，我们认为一个稳态的普朗特-布拉修斯边界层流与聚合物上面稍微加热的水平板和研究如何热传输可能会受到影响的聚合物。我们讨论了如何一组方程可以推导出的问题，以及如何这些方程可以通过数值求解的迭代方案。通过执行这样一个计划，我们发现，聚合物的效果相当于产生一个空间依赖性的有效粘度，首先增加从零剪切值在板，然后迅速降低到零剪切值远离板。我们进一步表明，这种有效的粘度导致阻力的增强，这反过来又导致热传输的减少。
2011-04-23 nlin.CD physics.flu-dyn
Collective locomotion of two-dimensional lattices of flapping plates
本文研究了不可压流场中矩形和菱形格点拍动板在雷诺数为O（10- 100）时的推进特性。我们改变五个参数：拍打幅度、频率（或雷诺数）、板之间的水平和垂直间距以及迎面而来的流体流速度。在流向方向上紧密排列的格子在相邻的板之间产生强烈的涡流偶极子。当这些偶极子在临界流速下从上游方向切换到下游方向时，晶格从产生阻力急剧过渡到产生推力。在这些转变附近，流动呈现出各种周期性和非周期性状态，有或没有上下对称性，并且可以出现多个稳定的自推进速度。随着流向间距的增加，板可能会脱落撞击下游相邻板的典型涡流尾流。由于横向间距小，矩形网格产生净阻力，而菱形网格可能产生净推力，有时效率很高。随着横向间距的增加，矩形网格开始产生推力，最终效率略高于菱形网格，因为这两种类型的网格流会聚。在Re = 70时，时间周期格子流的最大弗劳德效率约为孤立板的两倍。在较低的Re下，网格的效率优势增加，直到孤立的扑动板不再产生推力。在小间隙和大流向间距的限制下，分别在两种情况下，板之间的小间隙和Poiffille-like流动，可以估计产生格子流所需的平均输入功率。对于这两种晶格，随着横向间距变大（并发生推力），平均输入功率饱和。在小的横向间距下，当板重叠时，菱形晶格的输入功率可能大得多，导致弗劳德效率降低。
2020-07-28 physics.bio-ph physics.flu-dyn
Long-distance Liquid Transport Along Fibers Arising From Plateau-Rayleigh Instability
本研究揭示带状纤维的非轴对称曲率引发Plateau-Rayleigh不稳定性产生自发前驱膜流动，实现厘米尺度长距离液体输运，并展示10 cm²平面输运网络，为先进纤维液体输运系统提供新途径。
2024-09-17 physics.app-ph physics.flu-dyn
The Ekman-Hartmann layer in MHD Taylor-Couette flow
本文研究了有限纵横比$H/D=10$下圆柱形MHD泰勒-库埃特流中刚性旋转平板引起的磁效应。假设圆柱体之间的流体为具有小磁普朗特数的液态金属，圆柱体是理想导电的，外加轴向磁场为$\Ha \approx 10$，旋转速率为$10^2-10^3$阶的$\Rey$。我们表明，端板引入，除了众所周知的埃克曼循环，类似的磁效应所产生的无限，旋转板，水平无界的任何墙壁。特别地，存在哈特曼电流，其穿透流体，转向径向方向，并且与所施加的磁场一起产生力。因此，该流动可以与由方位角压力梯度驱动的泰勒-迪恩流动进行比较。我们分析了这种流动的稳定性，并表明，由板引起的电流可以引起所考虑的参数的不稳定性。在设计MHD泰勒-库埃特实验时，必须特别注意垂直磁边界，使其不会显著改变旋转轮廓。
2007-10-30 astro-ph physics.flu-dyn
Numerical simulation of Faraday waves
我们数值模拟了两种不可压缩和不可混溶的粘性流体的法拉第波在三维空间的完整动力学。纳维-斯托克斯方程求解采用有限差分投影法耦合前跟踪法的两种流体之间的界面。计算区域在水平方向上是周期性的，在垂直方向上由两个刚性水平板限定。临界加速度和波数，以及在发病时的时间行为进行了比较与Kumar和Tuckerman [J.流体机械279，49-68（1994）]的线性Floquet分析的结果。将有限振幅结果与Kityk等人的实验[Phys.Rev.E72，036209（2005）]进行了比较。特别是，我们重现详细的时空光谱的正方形和六边形的模式在实验的不确定性。
2009-09-22 nlin.PS physics.flu-dyn
An exact axisymmetric spiral solution of incompressible 3D Euler equations
螺旋结构是自然界中最常见的结构之一。将分离变量法应用于三维欧拉方程，得到了不可压无粘轴对称流的定常螺旋线解。该解依赖于3个参数，描述了流体材料单元在Bernoulli曲面上的螺旋路径，而一些新的精确解被获得为在整个区域内有界。第一种是连续的类台风涡旋解，其中有两个内禀尺度。一个是最大圆速度半径$r_m$，另一个是涡核半径$r_k=\sqrt{2}r_m$。第二个是多平面解，周期性地在$z$坐标系中。在每一层内，解决方案都是类似于第一层的伞形涡旋。第三种方法也是$z$坐标系下的多平面解。在每一层中，它是两个独立解的组合，就像兰金涡一样，它也是有限的，但对于垂直或水平速度是不连续的。第四种是在$z$坐标系下有限而在$r$坐标系下无限的多抛物面涡解。此外，还讨论了一些经典的简单解（Rankine涡、Batchelor涡、Hill球涡等）。也获得了。这些显式解可用于台风、龙卷风和中尺度涡旋的径向结构研究。本文所用的解和方法也可应用于其它复杂的纳维-斯托克斯方程。
2011-07-31 astro-ph.CO math-ph math.AP
