仿河鲀表皮形貌的水下減阻構(gòu)件設(shè)計(jì)與機(jī)理分析.x課件_第1頁(yè)
仿河鲀表皮形貌的水下減阻構(gòu)件設(shè)計(jì)與機(jī)理分析.x課件_第2頁(yè)
仿河鲀表皮形貌的水下減阻構(gòu)件設(shè)計(jì)與機(jī)理分析.x課件_第3頁(yè)
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仿河鲀表皮形貌的水下減阻構(gòu)件設(shè)計(jì)與機(jī)理分析隨著社會(huì)的進(jìn)步和科技的發(fā)展,人們對(duì)于不可再生能源的重視程度越來(lái)越大,如何減少或避免不可再生能源的消耗成為人類(lèi)共同關(guān)注的問(wèn)題。本文主要對(duì)常見(jiàn)船舶表面減阻技術(shù)中的仿生非光滑表面減阻技術(shù)進(jìn)行研究。受河鲀洄游特性啟發(fā),結(jié)合對(duì)河鲀體表非光滑表面特征的研究,構(gòu)建出仿河鲀體表骨刺結(jié)構(gòu)表面運(yùn)用于流體減阻領(lǐng)域。研究河鲀體表骨刺形貌特征和尺寸參數(shù)對(duì)水下減阻的影響,具體研究?jī)?nèi)容如下:(1)結(jié)合邊界層相關(guān)理論確定仿河鲀體表骨刺單元的尺寸參數(shù),同時(shí)確定可能會(huì)對(duì)減阻效果造成影響的相關(guān)因素影響指標(biāo)。通過(guò)合適的正交表設(shè)計(jì)出數(shù)值模擬的正交試驗(yàn)組。建立計(jì)算區(qū)域并且對(duì)其進(jìn)行離散化,對(duì)近壁面網(wǎng)格使用特殊的處理方式。(2)選擇數(shù)值模擬方法為雷諾平均法,湍流模型為RNG模型,壁面處理方式為壁面函數(shù)法,控制方程離散化方法為有限體積法,離散格式為二階迎風(fēng)格式,流場(chǎng)數(shù)值解法為SIMPLE格式,同時(shí)確定邊界條件和初始條件,且為保證計(jì)算結(jié)果精度做一些措施。(3)通過(guò)數(shù)值模擬得出仿真結(jié)果,計(jì)算每組試驗(yàn)對(duì)應(yīng)的減阻率。正交表中減阻效果最好的試驗(yàn)組為第3組,減阻率為3.80%。通過(guò)極差分析得出對(duì)減阻效果影響程度的主次排序?yàn)?A>B>C>D>E,同時(shí)獲得具有最好減阻效果的組合是A1B1C3D2E3。通過(guò)方差分析得出因素影響指標(biāo)A、B、C對(duì)于減阻效果有影響的猜想具有顯著性,而因素影響指標(biāo)D、E對(duì)于減阻效果有影響的猜想不具有顯著性。(4)通過(guò)分析壁面剪切應(yīng)力、流向速度及減阻元周邊速度矢量等因素,得到水下仿生減阻表面的減阻機(jī)理是減阻元阻擋了經(jīng)過(guò)其體表的流體,使得流體從減阻元兩側(cè)繞流,在減阻元表面形成邊界層,由于粘性作用使流體之間繼續(xù)保持貼合。邊界層內(nèi)部的流體與減阻元接觸受到影響,使邊界層內(nèi)部流體的流速下降,最終邊界層分離。分離后的邊界層內(nèi)的流體速度小且不穩(wěn)定,逐漸形成“漩渦”,“

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