基于熵分析的沟槽面平板减阻机理研究

发布时间：2021-09-30 06:47

　　沟槽表面对湍流减阻的影响具有重要的研究价值,因其只单纯改变湍流流动特性,且低能耗和高效率而持续受到关注。本文利用数值模拟软件,以三维沟槽面为分析对象,通过对沟槽表面进行数值模拟计算,分析沟槽面减阻机理。壁湍流中能量损失主要由流体微团中变形运动与旋转运动共同组成。文章首先从沟槽面对变形运动影响入手,研究其对壁面上黏性阻力、压差阻力和切应力在沟槽平板表面的分布规律的影响。然后,为进一步探索减阻机理,以湍流中涡结构为出发点,研究沟槽结构对壁湍流中流体微团旋转运动的影响。结果表明沟槽结构导致了二次涡生成,有利于黏性阻力减小,但会导致压差阻力增加。其次由于沟槽内部存在旋涡结构,导致在近壁区一定范围内速度梯度较平板表面明显减小,致使流速层之间切应力减小。涡量的大小与速度梯度有着直接的关系,沟槽表面相比较于平板表面,近壁区法向距离相同段内速度梯度变小,导致涡量明显减少。这是由于剪切层作用的减弱,涡管的拉伸程度在沟槽平板表面近壁区明显降低,使得条带结构在黏性底层更加稳定不易破碎,减少了湍流猝发的频率。同时,沟槽面法向上较小的速度变化抑制了展向涡结构在法向方向的旋转,致使展向涡旋转强度减弱,在相同流动距... 

【文章来源】：华北电力大学河北省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

计算域局部网格示意图

图 2-3 网格无关性验证2 数值方法研究沟槽结构对流场变化过程的影响，为使数值模拟计算更加接近真实情非稳态计算前期收敛迭代对数值模拟结果产生影响。首先对模型进行定

图 3-1 湍流边界层的平均速度分布的流动特性近壁区流动特性，其中图 3-2(a)为沟槽内部沟槽倒置时质点)为 5 种流速下沟槽表面近壁区流向平均速度分布，3-2 中的

【参考文献】：
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本文编号：3415326