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微结构超疏水表面减阻特性数值研究
  • ISSN号:1001-246X
  • 期刊名称:计算物理
  • 时间:2013.1.25
  • 页码:70-74
  • 分类:O357[理学—流体力学;理学—力学]
  • 作者机构:[1]西北工业大学航海学院,西安710072
  • 相关基金:国家自然科学基金重点项目(50835009);青年项目(51109178);陕西省自然科学基础研究计划项目(2010JQ1009)资助
  • 相关项目:疏水性微纳米结构表面水下减阻的分子动力学研究
中文摘要:

通过湍流状态下超疏水表面的数值模拟,研究超疏水表面湍流流动的速度和剪应力分布,分析其与减阻的内在关系,初步总结出微观结构与减阻率之间的基本规律.数值模拟采用非定常雷诺平均模型,气液两相流则采用VOF模型.结果表明:超疏水表面存在滑移流动和周期分布的剪应力,其不仅可以实现减阻也有可能导致增阻;微结构尺寸对减阻率有显著影响,为了尽可能增大减阻率,矩形微结构的深宽比应大于3∶2,且凹槽间距应尽可能小,凹槽宽度应小于200微米.

英文摘要:

Numerical simulation on superhydrophobic surface of turbulent flow is shown. Velocity or shear stress of turbulent flow are provided and basic law between microscopic structure and drag reduction rate is analyzed. In simulation, we use an unsteady Reynolds averaged simulation model and VOF model for gas-liquid two phase flow. It shows that slip flow and cyclical shear stress exist on superhydrophobic surface. It can reduce resistance and increased resistance as well. Microstructure size has significant effect on drag reduction rate. In order to increase drag reduction rate, the aspect ratio of rectangular mierostructure should be greater than 3:2 and the groove spacing should be small, while the groove width should be less than 200 micron.

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期刊信息
  • 《计算物理》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:中国核学会
  • 主编:朱少平
  • 地址:北京海淀区丰豪东路2号北京应用物理与计算数学研究所
  • 邮编:100094
  • 邮箱:jswl@iapcm.ac.cn
  • 电话:010-59872547 59872545 59872547
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-246X
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2011/O4
  • 邮发代号:2-477
  • 获奖情况:
  • 1992年获“全优期刊”奖,《CAJ-CD规范》执行优秀奖
  • 国内外数据库收录:
  • 荷兰文摘与引文数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:4426