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1.
回转体表面条纹沟槽减阻水洞实验研究   总被引:7,自引:0,他引:7  
本文在条纹沟槽表面减阻理论分析的基础上,对条纹沟槽表面回转体进行了大量的水洞实验研究。实验模型表面条纹沟槽采用直接加工方法,头部线型为双参数平方根圆头曲线,尾部线型为双参数尖尾曲线。实验结果分析表明,与相同形状、尺寸的光滑表面回转体相比,条纹沟槽表面回转体在一定速度范围内存在很好的减阻效果,最大减阻量超过6%,且在小攻角范围内减阻量基本稳定,对回转体升力特性也没有影响。对比不同尺寸条纹沟槽的减阻效果发现,降阻量不但随条纹沟槽宽度S变化,而且随来流速度U∞变化,即与无因次沟槽宽度S (文中近似取S =S.LRe2Ckx,其中k为总阻力Cx的修正因子)存在着一定的关系。对于V型条纹沟槽具有减阻效果的S 的范围在10到60之间。本文研究证明,条纹沟槽表面减阻技术在水下航行器设计领域有着很好的应用前景,同时文中所取得的研究成果对该技术的应用具有一定的促进作用。  相似文献
2.
水下减阻技术研究综述   总被引:6,自引:1,他引:5       下载免费PDF全文
在简要回顾早期减阻研究的基础上, 对现有典型水下湍流减阻技术进行了较深入地分析. 重点介绍了脊状表面减阻、微气泡减阻和疏水/超疏水表面减阻的研究现状. 分别从实验研究和理论研究两方面对其进行了阐述, 并着重强调了各自的减阻机理. 此外, 还简要介绍了柔顺壁面减阻、壁面振动减阻等其它减阻技术. 展望了水下减阻技术今后的研究重点及其应用前景.  相似文献
3.
水下条纹沟槽表面近壁区流场的数值分析   总被引:4,自引:0,他引:4  
近年来对于水下条纹沟槽表面减阻的研究多集中在试验方面,理论分析和数值计算进行的却不多。而由于受实验条件的限制,条纹沟槽表面减阻的微观机理也一直没有搞清楚。本文正是通过理论方面的分析和计算来进一步揭示条纹沟槽表面的微观流场。首先基于“第二涡群”论对条纹沟槽表面流场的减阻特性进行了理论分析,阐述了其减阻机理;在此基础上采用B.L两层代数模型,建立了条纹沟槽表面水下流场的简化数学模型;并利用有限差分法对近壁区流场进行了数值计算.首次通过理论计算的方法获得了条纹沟槽表面水下微观流场的速度分布;为以后进一步从理论和实验上研究条纹沟槽减阻特性奠定了重要的基础。  相似文献
4.
材料表面润湿性调控及减阻性能研究   总被引:3,自引:1,他引:2       下载免费PDF全文
设计合成不同结构的自组装分子,使其可以在不改变表面粗糙度的情况下改变表面的润湿性能;利用低表面能涂层修饰粗糙表面得到超疏水表面.采用流变仪和水洞试验分别在层流和湍流流动状态下测试了具有不同润湿行为的亲、疏水材料的减阻性能.结果表明:在层流流动状态,随着不同表面的接触角从13°增加到45°、113°和161°,减阻率随之从1.8%增大到7.2%、7.9%和14.9%;在湍流流动状态下,自组装涂层接触角为13°、45°和113°的三组模型的平均减阻率为0.8%、1.9%和6.8%,最大减阻率分别可达3.6%、9.2%和18.0%.两种流体流动中均存在材料表面水接触角增加减阻效率增大的行为.  相似文献
5.
基于遗传退火算法的鱼雷外形优化设计   总被引:3,自引:0,他引:3  
将基于实数编码的基本遗传算法与模拟退火算法相结合,建立了数值优化设计中的混合遗传算法。该算法既通过传统遗传算法的“优胜劣汰”操作保留了群体操作中的最优个体,又利用了退火算法的概率突跳性有效避免了问题求解陷入局部最小。本文还把混合遗传算法运用于鱼雷外形优化设计中,优化设计后的鱼雷流体阻力明显减小,压力分布曲线平缓,鱼雷的流体动力性能得到显著改善,表明改进的遗传退火算法运用于鱼雷外形优化设计是很有效的。在优化设计过程中,鱼雷线型由分段解析函数叠加表示,目标函数由二维欧拉方程的流场解提供。  相似文献
6.
脊状表面减阻机理研究   总被引:2,自引:1,他引:1       下载免费PDF全文
针对脊状表面流场的特点,通过实验测量和数值模拟的方法对脊状表面微观流场进行了深入研究,获得了脊状表面湍流边界层的时均速度分布曲线、湍流度分布曲线和微观流场结构。为了得到脊状结构对壁面物性的影响,对脊状表面进行了疏水性测试,获得了液滴在脊状表面上的表观接触角,并通过水洞试验验证了脊状表面的减阻效果。研究表明,与光滑表面相比,脊状表面微观流场结构中存在2次涡,近壁区的黏性底层厚度比平板的要厚得多,湍流度显著降低,且脊状表面表现出明显的疏水性。由此提出了基于壁面隔离效应、增大湍流阻尼效应和改变壁面物性效应的减阻机理。  相似文献
7.
水滴撞击黄铜基超疏水表面的破碎行为研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
采用高速摄像技术,在自制的超疏水黄铜表面上开展水滴撞击后破碎行为的实验,并对水滴破碎现象力学机理、发生破碎现象的条件和破碎过程中直径铺展规律进行了分析.测试结果表明:一定速度下不同直径的水滴均会发生破碎,直径越大的水滴破碎速度越低.从能量守恒角度,对上述现象过程进行了定性的力学解释并推导出水滴在超疏水表面上发生破碎现象的临界速度的计算公式,该公式预测值与实验值的偏差小于10%.  相似文献
8.
水下湍流减阻途径分析   总被引:1,自引:1,他引:0       下载免费PDF全文
综述了壁湍流边界层分层结构及近壁区湍流猝发过程,对现有典型水下湍流减阻技术进行了较深入地总结。根据各类减阻方法的特点对水下湍流减阻方法进行了分类,并分析了各类减阻方法对壁湍流流场的影响特征,总结了维持或延长层流、干扰湍流“猝发”、壁面隔离、增大湍流阻尼和改变壁面物性等5种水下湍流减阻可行途径,为开展水下湍流减阻研究及发现新的减阻方法提供参考。  相似文献
9.
脊状表面减阻特性的风洞试验研究   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
利用热线风速仪,对光滑表面和多个脊状表面在低速风洞中进行了表面流场测试。基于测得的边界层速度分布数据,利用对数律区速度分布公式,编程分别计算出光滑表面和脊状表面的壁面摩擦速度和虚拟原点。研究发现,脊状表面最大减阻量达13.5%;有减阻效果的脊状表面使边界层速度曲线上移、湍流强度下降;与光滑表面相比,脊状表面的位移厚度和动量损失厚度明显减小,也表明脊状表面具有减阻效果;位移厚度和动量损失厚度减少量随槽间距s^+的增加呈现先变大后变小的趋势,在S^+=12时达到最大。  相似文献
10.
Spalding公式在脊状表面湍壁摩擦力测量中的应用   总被引:1,自引:0,他引:1       下载免费PDF全文
在低速风洞中来流速度一定的情况下使用IFA300恒温热线风速仪测量了光滑表面和两种不 同尺寸的脊状表面湍流边界层平均速度分布剖面,并验证了试验段湍流发展的充分性;通过 应用Spalding壁面公式使用最小二乘法精准拟合了实验测量的边界层内层速度分布曲线,得 到了湍流边界层壁面摩擦速度并进一步求得湍流壁面摩擦应力,较准确地计算出脊状表面的 虚拟原点位置,并通过与对数律公式拟合结果比较分析,证实了该方法更加准确有效. 最后 分别计算了3种实验模型的湍流边界层动量损失厚度. 通过对比脊状表面与光滑表面动量损 失厚度和壁面摩擦应力,反映了动量损失厚度的大小与壁面摩擦应力的大小具有一致性,充 分证实了脊状表面在湍流中具有一定的减阻效果.  相似文献
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