基于数值模拟的超疏水材料减阻性能研究

发布时间：2017-08-12 23:29

  本文关键词：基于数值模拟的超疏水材料减阻性能研究

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【摘要】：目的为了研究超疏水材料的减阻性能,提出一种准确可靠的数值模拟研究方法。方法建立超疏水船舶的三维模型,对考虑自由液面时船舶的黏性绕流进行数值模拟。由于表面接触角是评定材料疏水性的一个重要参数,通过改变表面接触角研究相应阻力值的变化,并采用理论计算、数值模拟以及实验研究三者相结合的方法,验证该模型及方法在超疏水材料减阻性能研究方面的准确性。结果随着表面接触角的增大船舶行驶时所受的阻力减小。船体采用超疏水材料的阻力比采用亲水性材料的阻力减少了41%,比采用一般疏水性材料的阻力减少了24%。模拟中得出的船舶模型阻力大小与理论计算以及实验结果基本吻合,误差分别在4.6%和8%以内。结论通过船舶模型研究超疏水材料的减阻性能,提出了一种基于数值模拟的有效研究方法,为超疏水材料其他方面的性能研究提供了一定指导。
【作者单位】： 北京化工大学机电工程学院;
【关键词】： 超疏水材料 减阻性能 船舶模型 接触角 Fluent
【基金】：国家自然科学基金青年科学基金资助(51203010)~~
【分类号】：TB34
【正文快照】： Received:2016-04-02;Revised:2016-08-23超疏水材料是指表面修饰有典型微纳结构,具有较低表面能的材料[1]。超疏水表面材料具有自清洁[2]、防腐蚀[3]、表面减阻[4]和防结冰[5]等优良性能,被广泛应用于工业、农业以及国防等方面。最早由Barthlott和Neinhuis提出自然界中的荷叶

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