微氣泡減阻數(shù)值模擬及其機(jī)理分析.pdf

1、眾所周知,能源是整個(gè)世界發(fā)展和經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)最基本的驅(qū)動(dòng)力,是人類(lèi)賴(lài)以生存的基礎(chǔ),但是隨著社會(huì)的發(fā)展,能源短缺、資源爭(zhēng)奪以及過(guò)度使用能源造成的環(huán)境污染等問(wèn)題威脅著人類(lèi)的生存與發(fā)展,因此,節(jié)能減排成為人們普遍關(guān)注的問(wèn)題。減少船舶阻力能有效的降低能源的消耗,大量的試驗(yàn)及數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),向船舶底部表面注入微氣泡,改變邊界層的流動(dòng),能有效的減小船舶的摩擦阻力。特別是對(duì)摩擦阻力占船舶總阻力絕大部分的低速船舶而言,因此,認(rèn)為其具有廣闊的發(fā)展前景。

2、>　　研究表明,氣泡減阻在某種程度上改變了邊界層內(nèi)湍流動(dòng)量的交換,進(jìn)而使得摩擦阻力降低。影響減阻效果的主要因素有航行速度、氣泡速度、距離噴氣口的距離等。因此,研究氣泡減阻的關(guān)鍵在于研究上述影響因素對(duì)船體周?chē)吔鐚觾?nèi)流動(dòng)的影響。
　　本文基于歐拉-歐拉多相流模型,探討了湍流模型、曳力模型的選取。研究了氣體噴入速度、噴氣方向、不同氣體對(duì)氣泡減阻的影響,探討了氣泡對(duì)平板邊界層內(nèi)速度分布的影響及氣泡在平板邊界層內(nèi)的分布對(duì)減阻效果的影響。以

3、散貨船模型為研究對(duì)象,分析了氣泡噴入速度、船舶吃水對(duì)船體周?chē)S流場(chǎng)內(nèi)氣泡的分布及減阻效果的影響。針對(duì)船體邊界層的流動(dòng)特點(diǎn),討論了在船體底部沿船長(zhǎng)方向增設(shè)通氣口和沿船寬方向加擋板對(duì)氣泡減阻的影響。
　　結(jié)果表明,增加噴氣速度,平板表面摩擦阻力減阻率增大;針對(duì)所比較的工況,垂直平板表面噴氣,減阻效果最好;氣體類(lèi)型的變化對(duì)減阻幾乎沒(méi)有影響。對(duì)具有三維流場(chǎng)特點(diǎn)的散貨船模型而言,增加噴氣速度,船舶的摩擦阻力減阻率增大;船舶吃水的變化對(duì)摩擦