通过双排窄槽非定常吹气实现表面摩擦减阻

发布时间：2023-02-15 17:02

　　对于水下和水面舰艇来说,表面摩擦阻力是流动阻力的主要部分,过大的摩擦阻力是影响舰艇巡航性能和作战距离的重要因素。在湍流边界层中介入物质和能量的主动控制技术,是目前最为有效的减阻方法之一。本文以已有的流向排布的窄槽射流激励器为基础,参考文献中的参数设定,在其流向下方加入另一排相同的激励器,实现有效控制范围的扩大化。本研究针对可能的工程和实验要求,在不改变出口状态的前提下对窄槽的供气系统设计进行了改进:缩小了激励器的流道展向尺寸;实现了射流出口出烟。同时设计了实现改变两排激励器间距的机械结构。采用热线风速仪、粒子影响测速仪、流动可视化三种流体测量技术,标定了新设计的激励器出口速度,验证了出口速度的幅值以及统计学特性满足实验预期。通过在5 mm到45 mm间改变第一排窄槽尾缘到第二排窄槽前缘的距离,形成了不同的工况,并测定了各个工况下两排激励器同时作用时选定位置的减阻率和控制后的下游阻力恢复,并与单排激励器干涉条件下与无控制条件下的湍流边界层粘性阻力进行对比。总结出当第一排窄槽射流放置于上游激励器后x=35 mm(x+=326.79)时,可以获得最佳的减阻效果。第二排激励器下游x=5 mm(...

【文章页数】：61 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题背景及研究的目的与意义
    1.2 国内外研究现状综述
        1.2.1 湍流边界层及其拟序结构
        1.2.2 减阻技术
        1.2.3 窄槽射流设计
    1.3 研究内容
    1.4 论文内容安排
第2章 实验装置与测量技术
    2.1 风洞与平板装置
    2.2 激励器设计
        2.2.1 平板表面激励器尺寸
        2.2.2 气路设计
        2.2.3 控制系统设计
    2.3 测量技术
        2.3.1 热线风速仪
        2.3.2 粒子影像测速技术
    2.4 本章小结
第3章 控制后边界层速度及减阻率的实验研究
    3.1 激励器出口速度特性
        3.1.1 出口时均速度
        3.1.2 速度信号统计学特性分析
    3.2 边界层参数测定
    3.3 激励器作用下减阻率及其恢复
        3.3.1 激励器下游各点当地减阻率
        3.3.2 减阻效率评估
    3.4 流向速度延y轴的分布
        3.4.1 两排激励器参数相同时的测试结果
        3.4.2 改变第二排激励器工作频率后的测试结果
        3.4.3 改变第二排激励器流量后的测试结果
    3.5 本章小结
第4章 控制后边界层流动结构研究
    4.1 x-y平面上的展向漩涡结构
    4.2 入射流体与来流的混合过程
        4.2.1 第一类混合过程
        4.2.2 第二类混合过程
        4.2.3 双排激励器共同作用下的流动显示
    4.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3743477