平板表面脊狀結構對局部湍流特性的影響研究

王松嶺，鄧宇涵，吳正人，李子駿，郝曉飛

(華北電力大學 電站設備狀態監測與控制教育部重點實驗室, 河北 保定 071003)

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平板表面脊狀結構對局部湍流特性的影響研究

王松嶺，鄧宇涵，吳正人，李子駿，郝曉飛

(華北電力大學 電站設備狀態監測與控制教育部重點實驗室, 河北 保定 071003)

利用Fluent軟件，通過脊狀平板表面數值模擬，分析黏性阻力、壓差阻力、壁面切應力、湍流特性等在脊狀平板表面中分布規律，基于能量耗散分析，為脊狀結構尺寸選取和局部區域改造提供參考依據。結果表明：脊狀尺寸越大越有利于黏性阻力減小，但會導致壓差阻力增加，而脊狀結構壓差阻力主要由迎風面與間隔交接處附近高壓區決定。高壁面剪切應力集中于相鄰溝槽之間區域前段，且脊狀結構越小，光滑表面大于脊狀結構內壁面剪切應力的區域也相對越多。對脊狀結構平板近壁區渦量與湍流特性分析發現，溝槽最底端部分流體是近乎靜止的，脊狀結構表面渦量與湍流強度均小于光滑表面,而在脊狀結構溝槽內所形成的旋渦區域，能量耗散開始大于光滑表面。

脊狀結構；數值模擬；分布規律；減阻；優化

0 引 言

脊狀結構減阻技術的效果顯著并且易于推廣，被認為是一種前景廣闊的減阻手段，國內外諸多學者對此進行了大量研究。

在國外研究初期，Walsh、Bechert、Choi等對不同形狀尺寸縱向布置的脊狀結構進行大量研究，初步確立了可以取得減阻無量綱結構尺范圍。Choip[1]利用……