基于表面V形沟槽的圆柱减阻性能研究
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江兴隆(1993-),男,硕士,助理工程师,主要从事水下拖曳系统设计和流体仿真计算研究

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O351.2

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装备预研船舶重工联合基金“大深度拖曳减阻技术研究”(6141B04060801)


Research on Drag Reduction Performance of Cylinder Based on Surface V-Shaped Groove
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    摘要:

    为了研究沟槽圆柱在亚临界雷诺数下的阻力特性,采用数值模拟与水槽试验相结合的方法,对沟槽圆柱的减阻性能进行研究。开展三维流场数值模拟,确定最佳仿真模型参数,研究沟槽参数、雷诺数以及迎流角对减阻效果的影响,设计了一种减小端面绕流干扰的水槽试验,验证仿真结果。结果表明:在雷诺数为 40 000 时,沟槽深度为 0.007 5D(D 为圆柱直径)、沟槽宽度为 0.065D、沟槽数量为 36;V 形沟槽圆柱迎流角为 60°~ 90°,最大减阻率为 24%,具有良好的减阻效果,对今后沟槽缆的设计使用具有一定的参考价值。

    Abstract:

    In order to study the drag characteristics of grooved cylinder at subcritical Reynolds number,the drag reduction performance of grooved cylinder is studied by combining numerical simulation with flume test. Three-dimensional numerical simulation of flow field is carried out to determine the optimal simulation parameters. The influence of groove parameters,Reynolds number and angle of attack on the drag reduction are studied. A flume test is designed to reduce the interference of flow around the end face,which verifies the simulation results. The results show that when the Reynolds number is 40 000,the optimal groove parameters are as follows:groove depth 0.0075D,groove width 0.065D,groove number 36. When the angle of attack of V-shaped groove cylinder is 60°~90°,the maximum drag reduction rate can reach 24%,which has a good drag reduction effect. It provides certain reference value for the design and use of the groove cable.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

江兴隆,欧阳凌浩,李超.基于表面V形沟槽的圆柱减阻性能研究[J].数字海洋与水下攻防,2022,5(2):137-142

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  • 在线发布日期: 2022-04-26
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