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        來源:Fluids 發布時間:2021/6/18 18:49:49
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        Fluids:“流體力學的最新進展”特刊深度好文分享 | MDPI 編輯薦讀

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        本期編輯薦讀為讀者收集了Fluids“流體力學的最新進展”特刊中的深度好文。該特刊匯集了部分Fluids編輯委員會成員,客座編輯和其他權威專家提供的高質量論文,討論了流體力學各個方面的新知識以及前沿發展。除了廣受探討的湍流研究外,本特刊也收錄了在混合流、多相流與多孔介質、蠕動流、勢流、非牛頓流體以及流固耦合等領域的文章,歡迎大家閱讀。

        “流體力學的最新進展”深度好文推薦

        1. Analysis and Modelling of the Commutation Error

        換向誤差的分析與建模

        Markus Klein and Massimo Germano

        https://doi.org/10.3390/fluids6010015

        作者指出,使用大渦模擬 (LES) 進行湍流建模被認為是優于傳統方法的一種技術,因為它具有解析攜帶能量湍流結構的能力??紤]到過去幾十年來計算能力的進步,以及基于機器學習的數值方法和先進建模技術的不斷發展,可以預見的是,LES將在未來得到越來越多的應用機會。作者通過基于濾波的方法對換向誤差進行多尺度動態分析,為了在受控條件下進行詳細分析,該方法首先應用于合成湍流,然后應用于雷諾數在590的情況下湍流通道的先驗分析。結果說明了動態建模方法的靈活性,表明在他們考慮的所有情況下,換向誤差建模所產生的誤差值均小于忽略換向誤差所獲得的差值。

        帶有單元居中數據存儲和草圖框過濾器的拉伸一維計算網格。

        2. Numerical Simulation of Fountain Formation due to Normal and Inclined Twin-Jet Impingement on Ground

        正常與傾斜雙股流撞擊地面所形成水柱的數值模擬

        Xiang Zhang and Ramesh K. Agarwal

        https://doi.org/10.3390/fluids5030132

        由于撞擊射流在許多流體力學和工程應用中的具有重要意義,因此對其進行大量的研究是必要的。Zhang和Agarwal[2]從數值上研究由雙射流撞擊地面所形成的水柱的流動物理特性。在ANSYS Fluent的數值模擬中,采用了k-ε和WA (Wray-Agarwal) 湍流模型的不可壓縮Reynolds-Averaged Navier-Stokes (RANS) 方程。通過改變雙股射流的幾何參數和流量參數以及它們之間的距離,對不同形態的噴射流進行了一系列數值模擬。參數的變化包括射流的雷諾數,撞擊高度,兩個射流中心線之間的距離等等。結果表明,兩個射流的雷諾數不同會導致水柱向雷諾數較小的射流傾斜。

        物理模型和3D計算域。

        3. Hydrodynamic Dispersion in Porous Media and the Significance of Lagrangian Time and Space Scales

        多孔介質中的流體動力擴散及其拉格朗日時空尺度的意義

        Vi Nguyen and Dimitrios V. Papavassiliou

        https://doi.org/10.3390/fluids5020079

        多孔介質中的運輸對于環境和化學加工行業中的許多應用至關重要。流體動力擴散理論可以幫助工程師估算化學物質的擴散范圍,從而設計合適的注入點以覆蓋目標區域。為了準確地模擬在多孔介質中的流體傳輸過程,顆粒的流體動力分散系數是一個重要的參數,該系數可能取決于介質的性質,分散化合物類型和流場特性。Nguyen和Papavassiliou[3]使用lattice Boltzmann method (LBM) 來模擬多孔介質中的流動,并使用拉格朗日粒子追蹤方法 (LPT) 來跟蹤單個分散粒子的運動。他們發現流體動力擴散系數取決于填充床的有效Lagrangian Peclet數。

        本研究中檢查的填充類型:(a) 面心立方 (FCC);(b) 隨機填充球體(RPS);(c) 體心立方(BCC)。

        4. Stokes Equation in a Semi-Infinite Region: Generalization of the Lamb Solution and Applications to Marangoni Flows

        半無限區域中的斯托克斯方程:Lamb解的推廣及其在Marangoni流中的應用

        Goce Koleski and Thomas Bickel

        https://doi.org/10.3390/fluids5040249

        在小尺度下,牛頓流體的蠕動流由線性Stokes方程描述。但不容否認的是,依然存在許多尚未解決的涉及Stokes方程的問題。對于Marangoni流,界面本身的存在破壞了垂直于界面的對稱性。而且Marangoni流通常與運輸現象耦合,即使在線性狀態下也會導致復雜的關系。因此,Koleski和Bickel[4]認為需要對Marangoni流進行更徹底的描述。作者研究了半球形區域中牛頓流體的蠕動流,指出在具有球形或近似球形的幾何域中,斯托克斯方程的解可以表示為一系列球形諧波函數。但是,當流受限于半無限空間時,Lamb解給出的原始解決方案并不完整。此外,作者還討論了由于液-氣界面處的局部源產生的Marangoni流的解決方案,為界面科學中的幾個重要問題提供了新的思路。

        溫度梯度引起的水平應力,該水平應力將流體從界面的熱區域驅動到冷區域。

        5. Numerical Study of the Magnetic Damping Effect on the Sloshing of Liquid Oxygen in a Propellant Tank

        電磁阻尼對推進箱內液氧晃動影響的數值研究

        Yutaro Furuichi and Toshio Tagawa

        https://doi.org/10.3390/fluids5020088

        在由航天器的推力和飛行姿態變化引起的動態加速環境中,推進劑箱中帶有自由表面的液體劇烈振動的現象稱為晃動 (Sloshing)。因為推進劑占據了航天器的大部分重量,所以由于晃動而引起的重心波動會對姿態控制產生不利影響,甚至存在著火或失靈的危險。在許多研究中,擋板被用作潛在的裝置之一,它可以抑制飛行器中推進劑的震蕩,但這可能會導致箱中較大的壓力波動。為了避免這個問題,Furuichi和Tagawa[5]考慮了非重力場中球形航天器儲罐中氣態氧和液態氧的兩相流動,并施加了沖擊力。他們的計算研究表明,震蕩在一定程度上取決于線圈中心的磁通密度。

        零重力場中的一系列振蕩液滴。

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        https://www.mdpi.com/journal/fluids/special_issues/feature_papers_fluids。

        Fluids (ISSN 2311-5521) 是MDPI組織出版的開放獲取型期刊,期刊主要關注與流體力學及其應用相關的最新研究成果。目前,期刊已被ESCI、DOAJ和 Scopus等數據庫收錄。Fluids采取單盲同行評審,一輪審稿周期約為15.3天,文章從接收到發表僅需2.9天。

         
         
         
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