文章摘要
李恩田,吉庆丰,庞明军.壁面微结构流动控制技术的减阻机理研究[J].水利学报,2018,49(6):767-774
壁面微结构流动控制技术的减阻机理研究
On the mechanism of drag reduction of wall microstructure flow control technique
投稿时间:2017-08-10  
DOI:10.13243/j.cnki.slxb.20170782
中文关键词: 流动控制  壁面微结构  减阻率  雷诺应力  湍流脉动强度
英文关键词: flow control  wall microstructure  drag reduction rate  Reynolds shear stress  turbulent fluctuation intensity
基金项目:国家自然科学基金项目(51376026);江苏省高校自然科学研究重大项目(15KJA470001);2017年江苏省高校中青年骨干教师境外研修计划
作者单位
李恩田 扬州大学 水利与能源动力工程学院, 江苏 扬州 225127
常州大学 石油工程学院, 江苏 常州 213016 
吉庆丰 扬州大学 水利与能源动力工程学院, 江苏 扬州 225127 
庞明军 常州大学 石油工程学院, 江苏 常州 213016 
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中文摘要:
      为了研究壁面微结构流动控制技术的减阻效应及其产生的原因,利用循环管路系统的方形管道进行了压降测定试验,并利用粒子成像测速仪测量了边界层内部结构和对应的参数。试验采用了沟槽和肋条两种不同类型的微结构壁面,每种形状的微结构各有3种不同的结构尺寸。试验研究结果表明:在一定的无量纲宽度s+范围内,6种不同的微结构壁面都具有减阻效果;减阻率随着s+的增大,呈现先增大后减小的趋势,其中沟槽壁面2的减阻效果最好,最大减阻率为9.90%;壁面微结构通过影响流场内部的涡结构、湍流脉动、雷诺切应力和平均流速等使得不同壁面微结构具有减阻效果。
英文摘要:
      In the present work drag reduction and its causes of wall microstructure flow control technique have been investigated experimentally.Pressure drop tests were carried out on a closed rectangular duct and particle image velocimetry was used to measure inner structure and corresponding flow parameters of boundary layer.Plates with micro-grooves or micro-riblets were fixed as the floor of the duck pipe.The result shows that a notable decrease in drag reduction for microstructure surfaces can be seen at a certain range of s+.The dag reduction rate increased first then decreased with the increase of s+,and a maximum rag-reduction of nearly 9.9 percent was acquired over the micro-grooves surface B.Microstructure can thicken the boundary layer and weaken turbulent fluctuation intensity.What's more,Reynolds shear stress,and root-mean-square velocity both decreased.
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