固体边界:复杂黏性流动之源

在固体边界上,黏性流动中的纵横过程通过黏附条件发生交叉耦合,导致这些过程从无到有的产生,形成流场内部复杂结构与过程的源头。深入理解这些边界耦合对于优化构型设计和流动与噪声控制有重要的实践意义。在刚性物面上,压力梯度和加速度的切向分量是最主要的边界涡量源,有关理论已在工程实践中发挥了作用;而边界拟涡能流和熵梯度则反过来成为可压缩流的边界胀量源。本文阐述纵横过程在物面上产生机制的一般理论,并讨论几个在不同领域中通过实验、理论和计算结合研究的内流纵横过程闭环耦合的案例。除了这些耦合机制导致的纵横过程的边界源之外,深入研究边界上不同物理量之间的相互关联,还能从已知或可测的边界“脚印”推断未知或难测的边界“脚印”,如从压敏漆测得的物面压力梯度推断摩擦力场。这些研究有助于澄清近壁湍流结构与噪声的形成机制。