凹坑非光滑表面减阻技术数值模拟研究

作者:郐楚婷; 王卫强; 吴玉良; 王博; 杜胜男; 王国付*
来源:机械强度, 2021, 43(03): 700-706.
DOI:10.16579/j.issn.1001.9669.2021.03.027

摘要

对于管道输送,减小输送阻力消耗十分重要。对于减小输送阻力消耗,应用非光滑表面减阻技术尤为关键。利用流体力学知识,通过使用数值模拟软件,建立凹坑理论模型,以RNG k-ε模型为基础进行分析,模拟计算了光滑表面和矩阵排布的凹坑表面。将两种表面流场分别进行数值模拟,得到不同的减阻效果。通过计算分析可以得出,在不同速度下,发现h=0.05 mm的凹坑表面的减阻效果较好;针对12 m·s-1工况下的凹坑表面进行分析,其平均剪切力小于光滑表面,说明凹坑内部的流体在压力差的作用下,产生低速旋流气体,促进主流区域流动,进而减小总阻力。

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