局部近似平面V型沟槽减阻特性数值模拟研究

摘要：

随着仿生表面工程技术的发展,表面微织构的减阻特性被越来越多地研究,但其应用却受到物体复杂的表面形状等条件限制,单一的微织构并不适用于全局,进行整体分析计算成本较大.为解决这个问题,采用离散的思想,将复杂曲面分成局部近似平面考虑,探究微织构在局部近似平面上的减阻特性.基于边界层理论提出一套微织构的高度和位置设计方法,并在近似平面表面布置不同形状、深度、宽度、间距的V型沟槽结构,利用计算流体力学方法模拟近似平板表面的气流流动,探究各种特征参数对于V型沟槽在近似平面上减阻效果的影响.经过分析得出,在流速为25m/s时,得到深度0.2mm、宽度0.3mm的三角形微织构沟槽具有最佳减阻效果,达到5.51％,最佳无量纲参数y+=13.86.在进行微织构设计时,无量纲参数保持在14左右具有最佳的减阻效果.减阻微织构的宽深比必须小于1.5,且间距越小,其减阻效果越明显.

关键词：计算流体力学;非光滑表面;减阻;局部近似平面;数值模拟

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资助基金：江苏省自然科学基金BK20171415

在线出版日期：2021-08-25（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共14页

页码：86-99