应用PDA对氯化十六烷基三甲基季铵盐溶液的实验研究

应用激光相位多普勒测速仪进行减阻流体的湍流特性实验研究,测量了不同减阻工况下的减阻流体的横向速度脉动,得到了多种工况下的速度剖面曲线.在对激光测试结果同减阻性能实验结果进行分析的基础上,对速度剖面曲线的形状与减阻率的关系进行了探讨,并对垂直于流体流动方向的速度脉动与减阻性能的关系进行了研究.将减阻流体和牛顿流体的雷诺应力进行了比较,结果表明减阻流体的雷诺应力显著减小.     

复杂两相流动对底部排气弹底部减阻性能影响的数值分析

借助于稀颗粒假定下的双流体简化模型,采用具有高精度、高分辨率数值方法,研究了轴对称底部排气弹弹底混合绕射的复杂两相流动,得到了平衡两相流中颗粒相浓度大小对底排弹减阻性能影响的规律,与实验比较,两相流劝状态比单相气体流动状态更接近于实际情况。     

用格子Boltzmann方法计算椭圆柱绕流的阻力

用格子Boltzmann方法模拟椭圆柱绕流, 研究椭圆柱形状对阻力的影响. 对圆柱绕流问题进行了数值模拟, 阻力系数的数值计算结果与相关文献数值相符. 计算了当Re=200, 椭圆柱纵轴长度不变、 横轴长度逐渐变大时几种不同形状的椭圆柱绕流, 并用插值方法处理了曲线边界, 用动量转换法计算了曲线边界受力. 计算得到了不同形状椭圆柱绕流的流线、 涡线以及阻力系数随横轴/纵轴长度比的变化趋势. 通过分析流线和涡线的变化, 给出了阻力变化的机理.     

疏水纳米SiO2对微管道流动特性的影响

通过微管道流动试验,探讨疏水纳米SiO2的降压增注机理.在微尺度流动中,由于表面积/体积非常大,液固界面性质对流动有很大影响.在不同管壁界面条件下,用超纯水在内径约为25μm的毛细管内进行流动特性试验.结果表明:相同压力下,经过油基疏水纳米SiO2试剂处理后,水在微管中的流量有了较明显地提高;疏水纳米SiO2吸附能够使微管管壁具有超疏水性,从而产生水流滑移效应,达到减阻增流效果.     

界面活性剂添加物对水湍流阻力抑制的实验研究

针对在水中添加界面活性剂（CTAC＋NaSal)后,湍流流动阻力大幅度下降的现象,用激光多谱勒测速仪在二维水槽中对湍流特性进行了测量,研究并阐述了这种弱阻力湍流存在的条件,以及与雷诺数、温度、浓度的关系,得出了一些重要的结论：添加界面活性剂的水溶液呈现弱阻力湍流的条件是流动雷诺数低于某个临界雷诺数：临界雷诺数随界面活性剂的浓度的增大而增大,随溶液的温度升高而减小;在弱阻力湍流流动中,主流速度曲线分布呈现明显的层流化,湍流强度明显减弱,雷诺应力几乎为零甚至出现亏损,这是湍流流动具有弱阻力的根本原因;在湍流脉动强度并未消失的情况下,雷诺应力却几乎为零,这表明湍流脉动分量之间的相关关系发生了变化。     

黄缘真龙虱体表结构与其水中减阻功能的关系

采用体视显微镜、扫描电镜技术观察并描述了黄缘真龙虱体壁表面各部位的形态结构特征,发现了3种典型的凹陷和普遍存在的凸起,了解了其三维结构,分析了凹陷与龙虱水生生活的关系.观察和比较了不同部位体表的刚毛形态构造,发现了3种典型的刚毛,即主要分布在足节上的刺状刚毛、雄性前足吸盘刚毛和仅分布于前胸背板和鞘翅刻点处的束状刚毛,分析了其适应水生生活的特点.同时,发现了龙虱体表存在的其他如波纹、鳞片等典型非光滑形态结构,测定了体壁水接触角,探讨了这些结构与水中运动减阻功能的关系.     

激光重复频率对减小高超声速飞行器阻力性能的影响研究

以激光能量沉积的方式对高超声速飞行器头部周围流场主动流动控制是减小高超声速飞行器阻力一种重要方法。论文通过研究在单脉冲能量均为0.005J的情况下,重复频率f =10kHz~1500kHz的多种脉冲频率下的减阻效果,得出了结论：重复频率低于400kHz时,随着重复频率的增加,减阻率逐渐增加且增加较快;400kHz~1000kHz时,增加变缓;重复频率大于1000kHz时,减阻率趋于极限65.6%。重复频率低于150kHz时,随着重复频率的增加,能量沉积效率逐渐增大;当重复频率高于150kHz时,随着重复频率的增加,能量沉积效率趋于0。随着重复频率的增加,阻力震荡减小。     

倾斜管中稠油流动边界层在水基泡沫作用下的减阻实验

以流体可视化环道实验装置为依托,组装成水基泡沫润滑减阻实验系统,实验研究了60°倾斜管中稠油(黏稠流体)流动边界层在水基泡沫作用下的流动情况,获得了不同油流量及泡沫流量下硅油-泡沫两相流的流型特征和压降规律,并建立了倾斜管路中水基泡沫-稠油中心环状流压降模型.实验结果表明:实验条件下能形成稳定的硅油-泡沫中心环状流,泡沫和油没有出现明显的分层现象;当0.4Qf/Qo(泡沫与硅油流量比)0.75时,水基泡沫能有效润滑并隔离油壁界面,并形成较为稳定均匀的泡沫环,进而实现稠油流动减阻的目的,最大减阻率达74%,并能有效增加25%左右的输量;建立并验证了倾斜管路中稠油-水基泡沫中心环状流的压降预测模型,当0.3Qf/Qo0.8时,预测值与实验值吻合度较高,相对偏差介于±10%,但超出0.3Qf/Qo0.8的范围,此模型将不适用.     

翼型局部弹性自激振动的增升减阻效应研究

基于几何非线性的浅拱理论及空气动力学理论,建立了局部弹性翼型的气动弹性模型,并针对该模型建立了在ALE坐标下局部弹性翼型与非定常流场的耦合算法;对振动NACA0012翼型的非定常气动力进行了计算,结果与文献数据吻合良好,验证了算法的准确性;对雷诺数为2×105时弹性翼面自激振动对翼型的增升减阻效应进行了数值分析.研究结...     

Fabrication of a micro-structured surface based on interfacial convection for drag reduction

Based on interfacial convection in the presence of solvent evaporation, a novel method for the fabrication of a micro-structured surface is proposed to facilitate drag reduction. A mixture was coated on a substrate through a specially developed spray-painting system. Micron scale pits formed spontaneously in the coated surface because of interfacial convection and deformation driven by the gradient of the interfacial tension. Experimental results indicated that particles in the mixture played a crucial role in pit formation, and with a suitable selection of particle size and dosage, the characteristic parameters of the pitting could be controlled. The drag reduction experiments were first performed in a water tunnel, and the results showed that the micro-structured surface had a remarkable drag reduction performance over a great range of flow speeds.