低雷诺数疏水圆柱绕流减阻机制研究

《低雷诺数疏水圆柱绕流减阻机制研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、ＵｎｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｉｖｅｒｓｉｔｙｇｙ硕士学位论文馨低番诸教旒永圆祛咸ｄ咸阻论文题目机制研免黄龙杰作者姓名场泠工程及工程热物理学科专业到額城导师—名二〇一八年五月完成时间——————一—————１Ｉ中瘌斜＃技水太＃硕士学位论文Ｗ低雷诺数疏水圆柱绕流减阻ＩＩ机制研究［Ｉ！二．一？‘？！—．■？■．■＂■—一ＩＩ作者姓名：黄宏杰Ｐ学科专业：

2、动力工程及工程热物理导师姓名：刘明侯教授一完成时间：二零八年五月ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｏｆＣｈｉｎａｙｇｙＡ’ｄｉｓｓｅｒｔａｔｉｏｎｆｏｒｍａｓｔｅｒｓｄｅｒｅｅｇＳｔｕｄｏｎｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｓｍｏｆｙｄｒａｒｅｄｕｃｔｉｏｎｉｎｔｈｅｆｌｏｗａｓｔｇｐａｈｙｄｒｏｐｈｏｂｉｃｃｉｒｃｕｌａｒｃｙｌｉｎｄｅｒＩ＿ＩＡｕｔｈｏｒ：ＨｕａｎＨｏｎｉｅｇｇｊＳｅｃｉａｌｉｔ：ＥｎｉｎｅｅｒｉｎＴｈｅｒｍｏ

3、ｈｓｉｃｓｐｙｇｇｐｙＳｕｐｅｒｖｉｓｏｒｓ：Ｐｒｏｆ．ＬｉｕＭｉｎｇｈｏｕｔｈＦｉｎｉｓｈｅｄｔｉｍｅ：Ｍａ２５２０１８ｙ，中国科学技术大学学位论文原创性声明本人声明所呈交的学位论文，是本人在导师指导下进行研究工作所取得的成果，。除己特别加以标注和致谢的地方外论文中不包含任何他人已经发表或撰写过的研宂成果一。与我同工作的同志对本研宄所做的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：签字曰期：＾〇＼＾．ｂ中国科学技术大学学位论文授权使用声明一作为申请学位的条件之，学位论文著作权

4、拥有者授权中国科学技术大学：拥有学位论文的部分使用权，即学校有权按有关规定向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅，可以将学位论文编入《中》、国学位论文全文数据库等有关数据库进行检索，可以采用影印缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。本人提交的电子文档的内容和纸质论文的内容相一致。保密的学位论文在解密后也遵守此规定。ｓ（公开□保密（年）：作者签名：导师签名章＇宄泰工。丨“签字日期：签字日期：加ｎｐ摘要，如速度场当滑移长度和流场的特征尺寸相近时

5、，滑移长度对流场、压力场会产生显著影响。对于两块无限大平行平板之间的层流流动，有滑移时阻力只跟粘性力直接相关，压力场只能通过速度场来影响壁面阻力。对于圆柱绕流，虽然压力场和速度场相互耦合，但由于壁面曲率导致的分离点变化，压力是构一，，１远大于粘性阻力成流动阻力的部分。因此滑移对圆柱减阻机制的研宄就必须探讨压力对阻力的影响。本文通过数值研究分析了圆柱滑移边界条件下的压力阻力和粘性阻力，发现随着雷诺数和滑移长度的增大，，滑移对压力阻力的影响增大甚至超过滑移一步分析导致上述结果的原因对粘性阻力的影响，数值计

6、算研究了；为了更进圆柱壁面上局部压力阻力和粘性阻力的分布特性。结果表明，滑移使圆柱后端，的压力提高，进而明显降低压力阻力。圆柱后端压力越高阻力越小。研宄中发现，圆柱后端的压力对滑移非常敏感，其原因就是滑移对圆柱后端流场的影响较大。滑移使得圆柱表面分离点向下游移动，且滑移越大，尾迹越稳定，压力损失越小。粘性阻力主要影响区域在圆柱前端，由于滑移对圆柱前端流场结构的改变并不大一，因而对粘性阻力的影响具有定相似性。一步分析圆柱壁面上压力分布起因为了进，理论分析了壁面上涡量在径向方向的输运和流体沿壁面的对流作用

7、％／ｒ■｜ｗａ？对压力分布的°°影响。发现，在８０２８５这个区间内ｄｒ随滑，涡量在ｒ方向的输运加／１２０／移长度的增大而増大，从而导致了压力的快速升高。这跟边界层分离点随滑移一一长度的增大而后移相关，这区间是影响压力分布最为关键的个区域。该区域正好临近或处在流动截面积（垂直于ｘ轴界面）收缩，且在边界层分离之前，此时流动速度减小，，压力增加；同时压力云图显示滑移可以使得流场变得越来越稳定。此外，本文利用速度的波动情况去量化流场的稳定性，验证了上述结论。滑移影响的本质以等同于圆柱壁面内缩，即由圆

8、柱壁面变为椭圆柱壁面。对于有曲率的壁面，滑移导致的压力阻力变化决定了其减阻特性。关键词：滑移边界；圆柱绕流；压力阻力；粘性阻力ＩＡｂｓｔｒａｃｔＡＢＳＴＲＡＣＴＴｈｅｓｌｉｐｌｅｎｇｔｈｈａｓａｓｉｇ