Research progress on the ultra hydrophobic surface topography effect

The study on the effect of surface topography on hy- drophobicity involves solid-liquid-gas contact line ef- fect and solid-liquid interphase effect. The former is chiefly related to the wettability of the solid surface, while the latter is mainly concerned with the solid-liquid interface resistance during the process of relative movement. The hydrophobicity or wettability is one of the main characteristics of solid surface, determined by both the chemical components and the microstructures of…     

具有滑移边界圆管层流减阻的CFD模拟

超疏水表面能够减阻的一个重要原因是在流固界面上存在无剪切空气-水界面.从流体力学的角度来看,这个无剪切界面对应着流体中的滑移边界条件,而与此相关的概念是有效滑移长度.采用计算流体动力学方法,引入速度滑移边界条件来模拟超疏水表面的减阻.计算结果表明,在给定的简单模型中,无量纲压降比最高可达19.2 % .     

高分子减阻流场湍流结构实验研究

采用二维激光Ｄｏｐｐｌｅ测速仪,研究了聚丙烯酰胺（ＰＡＭ,平均相对分子质量５００万）稀溶液在方形管内减阻流场中脉动流速的时间相关系数变化规律。发现自相关系数随减阻率的增加而增大;在相同流量和聚合物质量分数下,管道横截面处脉动流速的自相关系数随管壁距离的变化而变化;在同一流量下,管中心处轴向和径向脉动流速－时间互相关系数随聚合物质量分数的增加而增大。     

温度对长链α-烯烃溶液聚合法合成原油减阻剂的影响

系统地研究了反应器Ⅰ和反应器Ⅱ的温度对聚α-烯烃合成战阻剂减阻率的影响。结合室内模拟环道评价装置和凝胶渗透色谱仪,测定聚合产物的减阻性能及平均分子量和分子量分布。GPC分析结果表明,溶液聚合产物的重均相对分子量从5.0×106到8.7×105.     

基于方格网状等离子体激励器的翼型湍流减阻实验

等离子体流动控制技术具有结构简单、响应迅速等特点，已成为流动控制领域的研究热点。为减小飞机的湍流摩擦阻力， 提出了一种基于方格网状等离子体激励器的新型湍流减阻方法，研究了其放电特性与诱导流动特性，并在风洞中获得该激励器减小NACA0012翼型湍流摩擦阻力的参数规律。结果表明，静止条件下，方格网状激励诱导的射流速度与占空比成正比，而随脉冲频率的增大先增加后减小，诱导射流的最大瞬时速度为1.75 m/s。来流速度为15 m/s时，激励能使翼型湍流摩擦阻力减小3.5%。方格网状激励诱导产生的射流使近壁面流体整体抬升，破坏近壁面涡结构，进而抑制湍流生成，实现摩擦减阻。     

不同间隔脊状表面的减阻数值仿真研究

对具有不同间隔的脊状表面在多个速度下进行了数值仿真计算,初步发现了间隔对于脊状表面减阻效果的影响规律.针对脊状表面流场的特点,在数值计算过程中对其计算域、计算网格及流动参数进行了合理的处理.仿真结果表明:有间隔的脊状表面减阻效果优于无间隔的脊状表面;间隔大小与脊状结构尺寸相当时,减阻效果最佳;脊状表面的间隔能够影响减阻效果的原因在于它能够抑制压差阻力的产生.     

放电频率对DBD气动激励影响的数值分析

基于数值方法分析了DBD等离子体对翼型失速特征的改善效果,研究了不同放电频率对等离子体气动激励的影响.通过计算发现,采用DBD等离子体流动控制技术能够有效地抑制低雷诺数大攻角下翼型的动态失速特征.静止空气中,等离子体诱导速度随放电频率的增大先增大后减小,振荡频率的变化规律不明显,但在放电频率为无控制时翼型表面涡脱落频率的倍频和不是涡脱落倍频两种情况下,振荡频率分布随放电频率的增大而增大.采用等离子体抑制气动分离后,翼型升阻比随放电频率的增大先增大后趋于平缓,但不同放电频率下翼型气动力大小的变化很小;翼型气动力振荡频率随放电频率的变化较大,变化规律与静止空气中等离子体诱导速度的振荡频率相同.     

管道增输器的数值模拟与现场试验

理论分析和实验表明壁面振动能减小管道的摩擦阻力。文中对笔者发明和研制成功的管道增输器的工作原理、数值模拟和现场试验进行了介绍。现场试验表明:管道增输器不仅降低了管道摩擦阻力,而且能增大天然气管网的输气量。数值模拟也表明:在碰撞壁处产生的压力扰动波在诱发涡量脉动的同时,又与大结构涡环的径向分量对振荡腔的壁面发生作用,引起壁面振动,振荡腔是形成脉冲流的主要部件。     

沟槽面在湍流减阻中的技术研究及应用进展

针对长输管道中存在的能源消耗问题,分别从湍流边界层流动特性、拟序结构、条带结构、转捩等方面归纳了沟槽面湍流减阻的国内外研究现状,讨论了沟槽的几何形状和尺度、流场压力梯度、沟槽面放置方式对沟槽减阻效能的影响。对沟槽面的减阻机理进行了综述,分析了存在的问题。指出需要利用先进的实验技术如PIV等图像处理手段,并结合计算流体力学软件对湍流边界层的瞬时流场进行研究,以找出沟槽面湍流减阻的机理。数值模拟了在平板中部横向布置的下凹沟槽的流场情况,得到了一种小涡流动结构,同时验证了这种结构在减阻中的作用,阐述了对减阻的另一种认识,并对沟槽面湍流减阻技术及其工业利用进行了展望。     

高分子减阻系统中小型液体喷射器的理论研究和应用

为了解决高分子减阻液注入有压管路系统,使之产生减阻效应,本文提供了一个适用于抽送微量高分子减阻液的小型液体喷射器加料系统,给出了能较好反映实验规律的喷射器基本方程,提出了预报和控制喷射器工作状态的方法。