收藏本站
《哈尔滨工业大学》 2011年
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

减阻溶液中超空泡数值模拟研究

姜晨醒  
【摘要】:超空泡潜在的减阻效应引起了人们高度的重视。当水下航行体的速度达到某一值时,头部空化器的水压会降低到对应温度的饱和蒸汽压,这时空化现象就会发生,在头部产生局部空泡,随着航行体速度的增大,空泡长度和直径也会随着变大,当速度超过某一临界值时,产生的气泡会包裹住整个航行体,形成超空泡。现在超空泡减阻效应对水下高速航行体的研究带来了革命性的变革,对于外形优化的航行体,其减阻效果可以高达80%。超空泡流动是一个难题,包含了许多流体动力学中复杂的现象,例如非定常性,相变以及湍流,至今对超空泡物理和数学方面的数值模拟研究仍然是一个很大的挑战。在水中加入少量的高聚物或表面活性剂,水的表面张力会大大降低。添加了高聚物或者表面活性剂的溶液同样具有湍流减阻效应。 本文基于非定常雷诺平均N-S方程,通过添加Cross粘度方程,并修改水的表面张力系数,数值模拟了减阻溶液中自然超空泡和通气超空泡。得到了不同空化数下减阻溶液中自然超空泡的形态特点,减阻特点;以及在不同空化数,不同通气口,不同通气速度下通气超空泡的形态特点和减阻特点。 对比分析了水中和减阻溶液中自然超空泡形态差异,和减阻能力的差异,得到相同空化数下减阻溶液中自然超空泡的长度更长,直径更大;相同空化数下减阻溶液中的阻力系数更小。这也表示减阻溶液中,更利于形成超空泡,减阻能力更强。 分别比较了只改变表面张力系数和只应用Cross粘度方程得到的自然超空泡形态和减阻能力,得到了减阻溶液表面张力和粘度的改变都是有利于形成自然超空泡的,所以模拟减阻溶液时表面张力系数的影响是不可忽略的。 对比分析了水中和减阻溶液中通气超空泡的形态和减阻特点。得到相同空化数和通气速率的情况下,减阻溶液中形成的通气超空泡阻力系数更小。从而得到减阻溶液在形成通气超空泡时,也起到了积极的作用。
【学位授予单位】:哈尔滨工业大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:U661.1

知网文化
【相似文献】
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 张攀峰;王晋军;鲁素芬;;气流角对一种圆柱被动控制减阻技术实验研究[A];2004全国结构风工程实验技术研讨会论文集[C];2004年
2 刘靖;张子平;;减阻技术在集中供热及空调水输配系统中的应用[A];全国暖通空调制冷2004年学术年会资料摘要集(1)[C];2004年
3 姜俊;刘文化;刘忠;;一种超空泡两相流的PIV高精度算法[A];第六届全国信息获取与处理学术会议论文集(1)[C];2008年
4 吴延鹏;刘立;;流体输配管道减阻技术的研究进展[A];全国暖通空调制冷2006学术年会资料集[C];2006年
5 孙宗祥;;等离子体减阻技术[A];全国低跨超声速空气动力学文集第一卷(2001年)[C];2001年
6 陈大融;汪家道;陈皓生;;水下减阻与空蚀发生机理研究进展[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
7 余虔;谭畅;魏建国;韩先伟;;飞行器等离子体减阻技术研究[A];第十五届全国等离子体科学技术会议会议摘要集[C];2011年
8 李国栋;;波状表面湍流边界层的数值计算及减阻研究[A];中国力学学会学术大会'2005论文摘要集(上)[C];2005年
9 马汉东;;简论大型飞机减阻技术[A];大型飞机关键技术高层论坛暨中国航空学会2007年学术年会论文集[C];2007年
10 刘云峰;姜宗林;;高超声速钝头体支杆侧向射流减阻新机理试验研究[A];力学与工程应用(第十三卷)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 刘海洋;高速艇时速有望达到100公里[N];中国船舶报;2005年
2 特约记者 王宏伟;女博导和屎壳郎[N];协商新报;2007年
3 ;西气东输 好的过程与好的开始一样重要[N];中国质量报;2005年
4 李占彬 通讯员 李炯;西气东输工程科技提升管道建设水平[N];中国石油报;2004年
5 张宝兰;国外输气管道技术发展趋势[N];中国工业报;2006年
6 记者 王树勇 特约记者 单新煜;建成世界一流天然气管道[N];中国石油报;2001年
7 王树勇;建设世界一流的天然气管道[N];中国矿业报;2001年
8 于杰;空气动力学国家重点实验室成立[N];人民日报海外版;2009年
9 本报记者 姜斯雄;西气东输工程拉动我国管道技术发展[N];中国石油报;2003年
10 本刊记者 陈元国 通讯员 傅文奎;八千里路舞巨龙[N];新华每日电讯;2001年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 向敏;超空泡航行体通气空泡流仿真研究[D];国防科学技术大学;2011年
2 蒋运华;水中超空泡流及航行体弹道特性研究[D];哈尔滨工程大学;2012年
3 金大桥;水下动能射弹空泡形态及流体动力特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 金大桥;水下动能射弹空泡形态及流体动力特性研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
5 熊永亮;水下高速航行体超空泡减阻特性研究[D];哈尔滨工程大学;2008年
6 张劲生;超空泡运动体尾拍冲击振动特性的研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
7 贾力平;空化器诱导超空泡特性的数值仿真与试验研究[D];哈尔滨工业大学;2007年
8 黄微波;水下航行器喷涂聚脲柔性涂层的制备及减阻性能的研究[D];中国海洋大学;2007年
9 张辉;以减阻增升减振为目标的尾流的电磁优化控制[D];南京理工大学;2011年
10 张辉;以减阻增升减振为目标的尾流的电磁优化控制[D];南京理工大学;2011年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 姜晨醒;减阻溶液中超空泡数值模拟研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
2 吴岩;物体高速出入水实验装置研制及流场可视化[D];浙江理工大学;2011年
3 杨明;基于两流体模型通气超空泡数值模拟及加速度影响分析[D];哈尔滨工业大学;2010年
4 钟伟俊;超空泡高速射弹变深度航行振动特性研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
5 许勇;超空泡航行结构屈曲可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
6 林健;水下高速航行体结构振动可靠性分析[D];哈尔滨工程大学;2011年
7 王建森;空调冷冻水系统添加剂减阻实验研究[D];哈尔滨工业大学;2011年
8 李天然;仿生减阻表面的数值研究[D];大连理工大学;2012年
9 王绍敏;仿生结构化表面阻力性能研究[D];武汉理工大学;2012年
10 朱荣荣;水下高速运动体超空泡及可靠性研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62791813
  • 010-62985026