水下條紋溝槽表面減阻特性研究.pdf

1、本文從理論計算、模擬分析和水洞試驗(yàn)三個方面對條紋溝槽表面和隨行波表面的減阻特性進(jìn)行了全面的研究，將理論計算結(jié)果同試驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對比，結(jié)果基本一致。論文主要研究成果和創(chuàng)新如下： (1)綜述近年來對湍流機(jī)理研究的現(xiàn)狀和所得到的主要結(jié)論，并在此基礎(chǔ)上系統(tǒng)闡述關(guān)于條紋溝槽表面減阻機(jī)理的兩種較為有代表性的論述； (2)根掘條紋溝槽表面的特殊結(jié)構(gòu)，提出條紋溝槽表面高精度網(wǎng)格生成要求，并采用微分方程法在連續(xù)條紋溝槽表面生成高精度網(wǎng)格；

2、 (3)根據(jù)條紋溝槽表面的特殊結(jié)構(gòu)，建立適合條紋溝槽表面的流場簡化模型，并選用一方程湍流模型完成了流場理論數(shù)值計算，計算結(jié)果表明V型條紋溝槽表面最大減阻量約為10﹪； (4)利用FLUENT軟件完成了條紋溝槽表面特殊流場模擬。針對條紋溝槽表面流場的特點(diǎn)提出數(shù)值模擬相似原理和實(shí)施方法。仿真結(jié)果很好的驗(yàn)證了現(xiàn)有關(guān)于條紋溝槽表面減阻機(jī)理的兩種說法，仿真結(jié)果表明條紋溝槽表面最大減阻量約為10﹪；并首次利用FLUENT軟件對隨行波

3、表面進(jìn)行了仿真計算，仿真結(jié)果說明在隨行波波谷處產(chǎn)生的低速漩渦有效的降低了隨行波表面的阻力，最大減阻量約為8﹪； (5)通過表面直接加工V型條紋溝槽和隨行波溝槽的回轉(zhuǎn)體模型水洞試驗(yàn)，定量的得到了這兩種減阻方法的減阻量，條紋溝槽表面最大減阻量約為6﹪，隨行波表面最大減阻量約為5﹪。分析試驗(yàn)結(jié)果表明，條紋溝槽表面減阻效果隨著速度的增大先增大后減小，不同尺寸條紋溝槽表面的減阻速度范圍不同，且最佳減阻對應(yīng)的速度也不相同，尺寸越大對應(yīng)的最佳