低宽高比弯曲通道中的流体流动：从小到中等迪安数

《Physical Review Fluids》：Fluid flow in low-aspect-ratio curved channels: From small to moderate Dean numbers

　　压力驱动流动在低长宽比的弯曲通道中被数值研究，其中离心力沿最大尺寸方向作用。通过独立改变雷诺数Re和曲率比δ（水力直径与曲率半径之比），以特征迪恩数De=Re√δ为函数，对动力学进行了数值研究。考虑了宽范围的无量纲数：De?200且0.005≤δ≤0.15。对于De?100，流动保持稳定，而在更大的迪恩数下，流动在瞬态结构发展之前保持数圈稳定。在考察稳定状态下的流动特征时，仅观察到一对反向旋转的涡旋。在较小的De和较大的δ下，流向速度峰值和涡旋中心位于内通道壁附近。随着De增大和/或δ减小，它们均向外壁移动，这一特征预计会影响弯曲通道中颗粒的输运。二次流的标度律通过量纲分析建立，而非依赖经验关联式。流动的摩擦系数以及发展角也均用Re和δ进行了合理化表达。