吉林大学学报(工学版) ›› 2016, Vol. 46 ›› Issue (4): 1175-1181.doi: 10.13229/j.cnki.jdxbgxb201604024
赵刚1, 李照远2, 赵华兴1, 饶宇1, 李芳1, 刘文博1
ZHAO Gang1, LI Zhao-yuan2, ZHAO Hua-xing1, RAO Yu1, LI Fang1, LIU Wen-bo1
摘要: 以同轴圆筒旋转黏度计测量原理为基础,研制了一台适用于测量射流表面阻力的小型实验平台。通过数值模拟技术对外旋立式同轴旋转筒间环流流场进行分析,获取湍流流场中各点速度及压强分布规律,并对流场稳定性予以理论验证;依靠实验平台完成射流减阻测试实验。研究表明:湍流状态下外旋立式环流运动具有较强规律性;实验减阻效果与仿真结果趋势相近,验证了该实验平台的可行性;该实验平台具有体积小、成本低且易于实现样件表面射流等功能。此外,针对两类孔形样件实验研究表明:当外筒转速为3000 r/min,射流速度为2.5 m/s时,代号为a2b10的孔形取得了高达12.78%的减阻率。
中图分类号:
[1] Pereira A S, Andrade R M, Soares E J. Drag reduction induced by flexible and rigid molecules in a turbulent flow into a rotating cylindrical double gap device: Comparison between Poly (ethylene oxide), Polyacrylamide, and Xanthan Gum[J]. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2013, 202: 72-87. [2] Nouri N M, Bakhsh M S, Sekhavat S. Analysis of shear rate effects on drag reduction in turbulent channel flow with superhydrophobic wall[J]. Journal of Hydrodynamics, Series B, 2013, 25(6): 944-953. [3] Cusher A, Gopalarathnam A. Drag reduction on aircraft configurations with adaptive lifting surfaces[J]. Aerospace Science and Technology, 2014, 34(4):35-44. [4] Chen H, Rao F, Shang X, et al. Biomimetic drag reduction study on herringbone riblets of bird feather[J]. Journal of Bionic Engineering, 2013, 10(3): 341-349. [5] 谷云庆, 赵刚, 赵华琳, 等. 仿鲨鱼鳃部射流减阻特性的仿真研究[J]. 兵工学报, 2012, 33(10): 1230-1236. Gu Yun-qing, Zhao Gang, Zhao Hua-lin, et al. Simulation study on drag reduction characteristics of bionic jet flow based on shark gill[J]. Acta Armamentarii, 2012, 33(10): 1230-1236. [6] reduction of non-smooth bionic jet surface[J]. Ocean Engineering,2014,81:50-57. [7] Mycek P, Gaurier B, Germain G, et al. Experimental study of the turbulence intensity effects on marine current turbines behaviour, part I: one single turbine[J]. Renewable Energy, 2014, 66: 729-746. [8] Pu J H, Shao S, Huang Y. Numerical and experimental turbulence studies on shallow open channel flows[J]. Journal of Hydro-environment Research, 2014,8(1):9-19. [9] Longo S, Chiapponi L, Clavero M, et al. Study of the turbulence in the air-side and water-side boundary layers in experimental laboratory wind induced surface waves[J]. Coastal Engineering, 2012, 69: 67-81. [10] 谷云庆. 仿生射流表面减阻性能研究[D]. 哈尔滨: 哈尔滨工程大学机电工程学院, 2013. Gu Yun-qing. Drag reduction characteristics of bionic jet surface[D]. Harbin: College of Mechanical and Electrical Engineering,Harbin Engineering University, 2013. [11] 陈惠钊. 粘度测量[M]. 北京: 中国计量出版社, 2003: 56-163. [12] 湛含辉, 成浩, 刘建文, 等. 二次流原理[M]. 长沙: 中南大学出版社, 2006:127-145. [13] 吴波. 泰勒库特流数值模拟方法的研究[D]. 武汉:华中科技大学能源与动力工程学院, 2012. Wu Bo. The method of numerical simulation study on the Taylor-Couette flow[D]. Wuhan: School of Energy and Power Engineering,Huazhong University of Science and Technology, 2012. [14] Jie Jeng, Zhu Ke-Qin. Numerical simulation of Taylor Couette flow of Bingham fluids[J]. Journal of Non-Newtonian Fluid Mechanics, 2010, 165(19-20): 1161-1170. |
[1] | 毕秋实,王国强,黄婷婷,毛瑞,鲁艳鹏. 基于DEM-FEM耦合的双齿辊破碎机辊齿强度分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1770-1776. |
[2] | 朱伟,王传伟,顾开荣,沈惠平,许可,汪源. 一种新型张拉整体并联机构刚度及动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1777-1786. |
[3] | 郭昊添,徐涛,梁逍,于征磊,刘欢,马龙. 仿鲨鳃扰流结构的过渡段换热表面优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(6): 1793-1798. |
[4] | 宫亚峰, 王博, 魏海斌, 何自珩, 何钰龙, 申杨凡. 基于Peck公式的双线盾构隧道地表沉降规律[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1411-1417. |
[5] | 刘建芳, 王记波, 刘国君, 李新波, 梁实海, 杨志刚. 基于PMMA内嵌三维流道的压电驱动微混合器[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1500-1507. |
[6] | 毛宇泽, 王黎钦. 鼠笼支撑一体化结构对薄壁球轴承承载性能的影响[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(5): 1508-1514. |
[7] | 王涛, 伞晓刚, 高世杰, 王惠先, 王晶, 倪迎雪. 光电跟踪转台垂直轴系动态特性[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1099-1105. |
[8] | 贺继林, 陈毅龙, 吴钪, 赵喻明, 汪志杰, 陈志伟. 起重机卷扬系统能量流动分析及势能回收系统实验[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1106-1113. |
[9] | 谢传流, 汤方平, 孙丹丹, 张文鹏, 夏烨, 段小汇. 立式混流泵装置压力脉动的模型试验分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1114-1123. |
[10] | 孙秀荣, 董世民, 王宏博, 李伟成, 孙亮. 整体抽油杆柱在油管内空间屈曲的多段式仿真模型对比[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1124-1132. |
[11] | 吉野辰萌, 樊璐璐, 闫磊, 徐涛, 林烨, 郭桂凯. 基于MBNWS算法的假人胸部结构多目标优化设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1133-1139. |
[12] | 刘坤, 刘勇, 闫建超, 吉硕, 孙震源, 徐洪伟. 基于体外传感检测的人体站起动力学分析[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(4): 1140-1146. |
[13] | 刘志峰, 赵代红, 王语莫, 浑连明, 赵永胜, 董湘敏. 重载静压转台承载力与油垫温度场分布的关系[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 773-780. |
[14] | 曹婧华, 孔繁森, 冉彦中, 宋蕊辰. 基于模糊自适应PID控制的空压机背压控制器设计[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 781-786. |
[15] | 李锐, 张路阳, 刘琳, 武粤元, 陈世嵬. 基于相似理论的三跨桥梁磁流变隔振[J]. 吉林大学学报(工学版), 2018, 48(3): 787-795. |
|