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表面张力对疏水微结构表面减阻的影响

宋保维 任峰 胡海豹 郭云鹤

表面张力对疏水微结构表面减阻的影响

宋保维, 任峰, 胡海豹, 郭云鹤
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  • 通过构造具有棋盘状微结构的疏水表面,考虑表面张力的影响,利用定常与非定常结合的数值模拟方法,研究了疏水表面在湍流状态下的减阻特性以及微结构内气体封存的效果,其中Re=3000–30000. 在低雷诺数下,疏水表面微结构内气体封存状态良好,减阻率最高约为30%;随着雷诺数的增大,压差阻力增大,减阻率有下降趋势. 当来流速度过大时,水会大量进入微结构,疏水表面的减阻率变化剧烈,且已经不再减阻. 结果表明,表面张力削弱了壁面切应力的影响,使得低雷诺数下微结构内气体能够有效封存,进而减小壁面阻力.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号:51109178)资助的课题.
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  • [1] 宋保维, 郭云鹤, 罗荘竹, 徐向辉, 王鹰. 疏水表面减阻环带实验研究. 物理学报, 2013, 62(15): 154701. doi: 10.7498/aps.62.154701
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  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2013-09-26
  • 修回日期:  2013-11-06
  • 刊出日期:  2014-03-05

表面张力对疏水微结构表面减阻的影响

  • 1. 西北工业大学航海学院, 西安 710072
    基金项目: 

    国家自然科学基金(批准号:51109178)资助的课题.

摘要: 通过构造具有棋盘状微结构的疏水表面,考虑表面张力的影响,利用定常与非定常结合的数值模拟方法,研究了疏水表面在湍流状态下的减阻特性以及微结构内气体封存的效果,其中Re=3000–30000. 在低雷诺数下,疏水表面微结构内气体封存状态良好,减阻率最高约为30%;随着雷诺数的增大,压差阻力增大,减阻率有下降趋势. 当来流速度过大时,水会大量进入微结构,疏水表面的减阻率变化剧烈,且已经不再减阻. 结果表明,表面张力削弱了壁面切应力的影响,使得低雷诺数下微结构内气体能够有效封存,进而减小壁面阻力.

English Abstract

参考文献 (21)

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