بررسی تحلیلی تأثیر لغزش برمقاومت مرزی جریان حول نانو ذره کروی در اعداد رینولدز پایین

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

ایرانی

چکیده

در این مقاله حل معادله‌ی دیفرانسیلی اوسین و معادله‌ی پیوستگی برای جریان یک سیال لزج حول یک نانو ذره کروی ساکن به کمک روابط لمب برای مؤلفه‌های سرعت و فشار صورت می گیرد. تنش برشی بر روی سطح متناسب با سرعت لغزش فرض می شود. لغزش، تأثیر عمده ای روی پروفیل‌های سرعت شعاعی و محیطی می گذارد؛ بدین صورت که در یک عدد رینولدز معین با افزایش لغزش احتمال جدایش جریان و ایجاد نقطه عطف روی پروفیل‌های سرعت کم می‌شود. اثر لغزش بر مقاومت کل در اعداد رینولدز پایین‌تر کمتر است. با افزایش لغزش روی سطح، ضریب پسای ناشی از تنش برشی کاهش یافته و ضریب پسای ناشی از تنش نرمال زیاد می‌شود؛ به طوری‌که در شرایط لغزش کامل، ضریب پسای تنش برشی به صفر نزدیک می‌شود و ضریب پسای ناشی از تنش نرمال به حداکثر خود می‌رسد. این امر، مبین عدم برابری جریان حول کره در حالت لغزش کامل و جریان پتانسیل حول کره است.

عنوان مقاله [English]

Analytical Investigation of Slip Effects on Boundary Drag in Flow Around of a Nano Spherical Particle at Low Reynolds Numbers

نویسندگان [English]

  • mahmod reza Meigounpoory
  • gholamali Atefi
  • hamid Niazmand
چکیده [English]

In this paper, Oseen differential equation and continuity equations are solved for viscous flow around a stationary sphere using Lamb relations for velocity and pressure components. It is assumed that the tangential stress is proportional to the slip velocity on the surface. Slip considerably affects the tangential and radial velocity profiles such that increasing slip at a given Reynolds number delays flow separation and inflect point creation in velocity profiles. Slip effects on total drag coefficient at lower Reynolds number are relatively limited. Increasing slip on the surface decreases the shear drag coefficient, while the radial drag coefficient increases. At full-slip conditions, shear drag coefficient is basically zero and radial drag coefficient reaches its maximum value. Therefore, it is concluded that flow around the spherical nano particle at full-slip condition is not equal to potential flow around the spherical particle.

CAPTCHA Image