超疏水沟槽表面通气减阻实验研究

发布时间：2021-11-19 01:00

　　减阻是解决航行体提速和增程的主要技术途径之一,对缓解日益严峻的能源危机极为重要.在重力式管道实验系统中,测试给出了湍流状态下不同通气速率时减阻率随雷诺数及沟槽无量纲间距的变化规律和气膜铺展状态,对比分析了单纯超疏水表面与超疏水沟槽表面上通气时减阻效果的差异.实验板材质为无色亚克力,沟槽结构采用机械方法加工,并在表面喷涂超疏水涂层.结果表明,持续通气能解决超疏水沟槽表面气膜层流失问题,实现气膜层长时间稳定维持;恒定雷诺数下,随通气速率增大,超疏水沟槽表面气膜铺展更趋均匀,减阻率上升;由于通气速率影响气膜横向扩展能力,致使恒定通气速率下,减阻率随雷诺数的变化呈现两种模式;在固定雷诺数及通气速率时,减阻率随沟槽尺寸的扩大先增后减, S⁺≈76时减阻率最大.分析其原因在于,沟槽结构增大沾湿面积的同时,显著提升了通气状态下超疏水表面气膜层的稳定性,因而展示出与超疏水表面和沟槽表面均不相同的减阻规律,且效果更佳. 

【文章来源】：力学学报. 2020,52(01)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【文章目录】：
引言
1 实验装置与方法
2 结果与分析
    2.1 通气速率对减阻的影响
    2.2 沟槽尺寸对减阻的影响
    2.3 气膜铺展状态分析
    2.4 与单纯超疏水表面通气减阻的对比
3 结论


【参考文献】：
期刊论文
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[4]微纳结构超疏水表面的浸润性分析及设计[J]. 马国佳,郑海坤,常士楠,王硕硕.  化学学报. 2019(03)
[5]沟槽对湍流边界层中展向涡影响的实验研究[J]. 王鑫,李山,唐湛棋,姜楠.  实验流体力学. 2018(01)
[6]沟槽方向对湍流边界层流动结构影响的实验研究[J]. 崔光耀,潘翀,高琪,李鹿辉,王晋军.  力学学报. 2017(06)
[7]矩形疏水沟槽表面水滴振荡特性[J]. 董琪琪,胡海豹,陈立斌,余思潇.  力学学报. 2017(06)
[8]超疏水材料表面液-气界面的稳定性及演化规律[J]. 吕鹏宇,薛亚辉,段慧玲.  力学与实践. 2016(02)
[9]超疏水材料表面液—气界面的稳定性及演化规律[J]. 吕鹏宇,薛亚辉,段慧玲.  力学进展. 2016(00)
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本文编号：3503964