流体力学的な滑り止め境界条件の制限

流体ダイナミクスの物議を醸すポイントは、境界条件を決定する際に、表面粗さと流体表面間相互作用の相対的な重要性を区別することです。ここでは、流体力学的力は、さまざまな粗さの表面を過去のニュートン流体の流れについて比較しましたが、類似した、湿った湿った表面化学的化学的化学的化学物質です。滑り止め境界条件を使用した予測からの偏差を観察するための臨界せん断応力とせん断速度は、粗さの増加とともにほぼ指数関数的に増加し、約6 nmのRMS粗さで発散しました。表面が非常に滑らかだったが粗さが支配されたときに局所的な分子間相互作用が支配的であると結論付けます。これは、両方のアイデアの限界を定量化します。

A controversial point in fluid dynamics is to distinguish the relative importance of surface roughness and fluid-surface intermolecular interactions in determining the boundary condition. Here hydrodynamic forces were compared for flow of Newtonian fluids past surfaces of variable roughness but similar, poorly wetted, surface chemistry. The critical shear stress and shear rate to observe deviations from predictions using the no-slip boundary condition increased nearly exponentially with increasing roughness and diverged at approximately 6 nm rms roughness. We conclude that local intermolecular interactions dominated when the surface was very smooth, but roughness dominated otherwise. This quantifies the limits of both ideas.