資源描述：
《疏水表面減阻機(jī)理及減阻效果的穩(wěn)定維持方法》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、分類號(hào)：TJ63學(xué)校代號(hào)：10699密級(jí)：學(xué)號(hào)：2012200439西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)位研究生）題目：疏水表面減阻機(jī)理及減阻效果的穩(wěn)定維持方法作者：杜鵬學(xué)科專業(yè)：武器系統(tǒng)與運(yùn)用工程指導(dǎo)教師：胡海豹二零一五年三月AThesisSubmittedtoNorthwesternPolytechnicalUniversityforMasterDegreeResearchontheMechanismandMaintenanceofDragReductionEffectonHydrophobicSurfaceByDuPengSupervisor:Prof.Hu
2、HaibaoAttheSchoolofMarineScienceandTechnology,NorthwesternPolytechnicalUniversityMarch,2015西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文摘要摘要論文利用實(shí)驗(yàn)測(cè)試、數(shù)值模擬和理論分析的方法，對(duì)疏水表面的減阻機(jī)理、氣膜的駐留特性及其駐留方法進(jìn)行了系統(tǒng)研究，找到了疏水表面減阻效果的穩(wěn)定維持方法。所開展的主要研究?jī)?nèi)容及創(chuàng)新性成果包括：（1）在重力式低速水洞中，利用熱線測(cè)速儀對(duì)多種疏水表面的湍流邊界層流場(chǎng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究。近壁區(qū)的平均速度剖面會(huì)抬升，湍流度降低，證實(shí)了滑移的存在；基于小波分析理論，提
3、出了湍流相干結(jié)構(gòu)的精確提取方法，并發(fā)現(xiàn)壁面的疏水性對(duì)渦結(jié)構(gòu)強(qiáng)度有抑制作用。（2）發(fā)現(xiàn)了疏水表面上氣膜駐留的兩種模式：氣層模式和氣泡模式。建立了相應(yīng)的減阻模型，總結(jié)了氣層和氣泡消失的不同過程，揭示了疏水表面減阻不穩(wěn)定的機(jī)理。（3）對(duì)格子Boltzmann方法進(jìn)行了改進(jìn)，并利用該方法對(duì)疏水表面的潤(rùn)濕性進(jìn)行了表征。建立了與氣層模式和氣泡模式對(duì)應(yīng)的格子Boltzmann模型，得到了流速、固液作用強(qiáng)度和微結(jié)構(gòu)對(duì)疏水表面氣膜駐留特性和減阻特性的影響規(guī)律。（4）基于空化效應(yīng)，提出了在微結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)空化進(jìn)而駐留氣膜的方法。通過理論分析，得到了微結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則，并根據(jù)該準(zhǔn)則，
4、利用數(shù)值模擬，驗(yàn)證了微結(jié)構(gòu)上實(shí)現(xiàn)空化的可能性，并分析了流速、微結(jié)構(gòu)和接觸模式對(duì)微結(jié)構(gòu)空化的影響規(guī)律。（5）研究了基于人工通氣的氣膜駐留方法，對(duì)該情況下的氣膜邊界層進(jìn)行了測(cè)試和分析，得到了氣膜對(duì)平均速度剖面、邊界層厚度、滑移特性、減阻特性和渦結(jié)構(gòu)特性的影響規(guī)律，證實(shí)了該方法可以維持氣膜的存在和疏水表面的減阻效果。關(guān)鍵詞：疏水表面，減阻，氣膜，格子Boltzmann，空化，人工通氣I西北工業(yè)大學(xué)碩士學(xué)位論文ABSTRACTABSTRACTThedragreducingmechanism,propertiesandmaintenanceofair-waterin
5、terfaceonhydrophobicsurfaceareinvestigatedthroughexperiments,simulationsandtheoreticalanalyses.Amethodofmaintainingthedragreducingeffectisachieved.Themainresearchcontentsandresultsareasfollows:(1)Theturbulentboundarylayeronhydrophobicsurfaceismeasuredusingthehot-wireanemometer.Iti
6、sobservedthatthevelocityprofileislifedup,andtheturbulenceintensityisreducedinthenear-wallregion.Theexistenceoftheslipisverified.Basedonthewaveletanalysis,amethodofextractingthecoherentstructuresaccuratelyfromturbulencesignalsisproposed.Itisdiscoveredthatthesurfacehydrophobicitycan
7、inhibitthefluctuationsinturbulence.(2)Twoexistingmodesoftheairlayeronhydrophobicsurfacearediscovered,filmmodeandbubblemode.Andthecorrespondingdragreducingmodelisestablished.Thevanishingofairinbothmodesisconcludedtoexplaintheunsteadinessofdragreducingeffectonhydrophobicsurface.(3)T
8、heLatticeBoltzmannMethod(LBM)isim
