25334.溝槽表面減阻特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究

1、碩士學(xué)位論文溝槽表面減阻特性的數(shù)值模擬及實(shí)驗(yàn)研究NumericalSimulationandExperimentsonDragReductionCharacteristicsinGrooveSurface學(xué)號(hào)：呈!!Q呈QZ璺大連理工大學(xué)DalianUniversityofTechnology大連理工大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要近年來，湍流邊界層減阻方法作為一種實(shí)用高效的節(jié)能技術(shù)被人們?cè)絹碓阶⒅?，湍流邊界層減阻成為流體動(dòng)力學(xué)研究中的一個(gè)重要的領(lǐng)

2、域。鯊魚皮膚表面布滿沿流動(dòng)方向的溝槽，研究人員發(fā)現(xiàn)這種溝槽結(jié)構(gòu)能夠減小鯊魚游動(dòng)過程中的阻力。受此啟發(fā)，本文對(duì)幾種不同形狀的溝槽表面進(jìn)行了湍流邊界層數(shù)值模擬，并研究其減阻效果。在不同雷諾數(shù)流場(chǎng)情況下，本文分別對(duì)尖角分別為45。、53。、60。、75。和90。的V型溝槽表面進(jìn)行流場(chǎng)分析，獲得了這幾種尖角溝槽表面的減阻率與溝槽無量綱間距S(s=su。幾，S溝槽間距，u。為壁面摩擦速度，1)為運(yùn)動(dòng)粘度)的曲線關(guān)系。在這幾種尖角溝槽表面中，75。

3、的溝槽表面減阻效果最好，在s≈154時(shí)，減阻638％。通過仔細(xì)觀察，發(fā)現(xiàn)鯊魚皮膚表面的溝槽并非是單一尺度的。根據(jù)這一啟發(fā)，通過在尖角為53。的v型溝槽項(xiàng)部兩側(cè)增加小尺度三角形突起，設(shè)計(jì)了一種二級(jí)溝槽表面。當(dāng)s≈28時(shí)，具有最佳減阻效果，減阻率為807％，而單一尖角53。的V型溝槽最佳減阻率僅僅為369％，可以看出二級(jí)溝槽的減阻性能明顯優(yōu)于單一V型溝槽表面。另外，本文還討論了溝槽肋厚t與問距s的比值t／s分別為004和O02的L型溝槽減阻