壁面结构对非定常薄膜流动表面波特性的影响

摘要

采用VOF方法,在入口处引入周期扰动,对沿矩形结构底板下落的二维非定常薄膜流动进行直接数值模拟.计算结果表明,不同频率的外加周期扰动在流场中激发出不同波长的自由表面波.当壁面结构的波长与之相比较小时,由于壁面结构引起的静态波骑行在外加扰动形成的行进波上.若这两个波长相近,非线性效应将促进附近的表面波之间的合并.当薄膜无量纲厚度为0.26时,壁面结构的波长和频率为f=7 Hz的周期扰动激发的表面波波长相同,流场中出现共振现象.探讨了壁面结构对液膜流动结构的影响,发现表面波相速度随着壁面深度的增加而减小.