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表面特性对水下航行器流体动力的影响研究

王在铎 王 威 张孝石

王在铎, 王 威, 张孝石. 表面特性对水下航行器流体动力的影响研究[J]. 水下无人系统学报, 2015, 23(5): 321-325. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.05.001
引用本文: 王在铎, 王 威, 张孝石. 表面特性对水下航行器流体动力的影响研究[J]. 水下无人系统学报, 2015, 23(5): 321-325. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.05.001
WANG Zai-duo, WANG Wei, ZHANG Xiao-shi. Influences of Surface Characteristics of Underwater Vehicle on Its Hydrodynamic Properties[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2015, 23(5): 321-325. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.05.001
Citation: WANG Zai-duo, WANG Wei, ZHANG Xiao-shi. Influences of Surface Characteristics of Underwater Vehicle on Its Hydrodynamic Properties[J]. Journal of Unmanned Undersea Systems, 2015, 23(5): 321-325. doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.05.001

表面特性对水下航行器流体动力的影响研究

doi: 10.11993/j.issn.1673-1948.2015.05.001
详细信息
    作者简介:

    王在铎(1967-), 男, 高级工程师, 主要从事舰艇及水下航行器相关技术研究与管理.

  • 中图分类号: TJ630.1

Influences of Surface Characteristics of Underwater Vehicle on Its Hydrodynamic Properties

  • 摘要: 为进一步优化水下航行器头型设计, 通过水洞试验对不同表面特性的水下航行器模型进行了试验研究,对比分析了凹槽、凹坑和光滑头型对水下航行器流体动力的影响, 分析了不同表面特性下的自然空泡形态、空泡的周期性波动及阻力系数, 得到以下结论: 在相同空化数条件下, 光滑头型水下航行器具有更好的抗空化特性, 而凹槽和凹坑头型则更加容易产生空化并形成完整透明的局部空泡; 光滑头型形成的空泡不稳定且不易被观察到, 凹槽和凹坑头型的空泡较稳定且呈现周期性波动; 在一定速度范围内, 凹槽头型和凹坑头型具有较好的减阻效果, 当速度为12.8 m/s时, 凹槽和凹坑头型的减阻量分别达到5%和8%。该研究可为水下航行器头型的优化设计提供理论参考。

     

  • [1] 黄德斌, 邓先和, 王杨君, 沟槽面管道湍流减阻的数值模拟研究[J]. 水动力学研究与进展(A辑), 2005, 20(1): 101-105.

    Huang De-bin, Deng Xian-he, Wang Yang-jun. Numerical Simulation Study of Turbulent Drag Reduction over Riblet Surfaces of Tubes[J]. Journal of Hydrodynamics (Series A), 2005, 20(1): 101-105.
    [2] Frohnapfel B, Jovanovi? J, Delgado A. Experi¬mental Investigations of Turbulent Drag Reduction by Surfaceembedded Grooves[J]. Journal of Fluid Mechanics, 2007. 590: 107-116.
    [3] Bacher E, Smith C. A Combined Visualization Anemometry Study of the Turbulent Drag Reducing Mechanisms of Triangular Micro-groove Surface Modifications[C]// Shear Flow Control Conference, Boulder, CO, USAF- supported Research. 1985.
    [4] Walsh M J. Riblets as a Viscous Drag Reduction Technique[J]. AIAA Journal, 1983. 21(4): 485-486.
    [5] Wallace J, Balint J L. Viscous Drag Reduction Using Streamwise Aligned Riblets: Survey and New Results[M]. India, Springer Berlin Heidelberg, 1988: 133-147.
    [6] 宋保维, 袁潇, 胡海豹. 层流状态下超疏水表面流场建模与减阻特性仿真研究[J]. 西北工业大学学报, 2012, 30(5): 712-717.

    Song Bao-wei, Yuan Xiao, Hu Hai-bao. Simulating Flow Field of Superhydrophobic Surface in Laminar Flow to Reduce Its Drag[J]. Journal of Northweatern Polytechnical University, 2012, 30(5): 712-717.
    [7] 黄桥高, 潘光, 胡海豹, 等. 超疏水表面滑移流动特性数值仿真研究[J]. 华中科技大学学报(自然科学版), 2013, 41(2): 26-30.

    Huang Qiao-gao, Pan Guang, Hu Hai-bao, et al. Numerical Simulation of Slip Flow Characteristics of Superhydro-phobic Surface[J]. Journal of Huazhong University of Science and Technology(Natural Science Edition), 2013, 41(2): 26-30.
    [8] Yuan S, Huang W, Wang X. Orientation Effects of Micro-grooves on Sliding Surfaces[J]. Tribology International, 2011, 44(9): 1047-1054.
    [9] 徐中, 徐宇, 王磊, 等. 凹坑形表面在空气介质中的减阻性能研究[J]. 摩擦学学报, 2009, 29(6): 579-583.

    Xu Zhong, Xu Yu, Wang Lei, et al. Drag Reduction Effect of Dimple Concave Surface in Air[J]. Tribology, 2009, 29(6): 579-583.
    [10] El-Samni O, Chun H, Yoon H. Drag Reduction of Turbulent Flow over Thin Rectangular Riblets[J]. International Journal of Engineering Science, 2007, 45(2): 436- 454.
    [11] Hasegawa Y, Frohnapfel B, Kasagi N. Effects of Spatially Varying Slip Length on Friction Drag Reduction in Wall Turbulence[J]. Journal of Physics: Conference Series. 2011, 318(2): 22-28.
    [12] 余永生, 魏庆鼎. 疏水性材料减阻特性试验研究[J]. 试验流体力学, 2005, 19(2): 60-66.

    Yu Yong-sheng, Wei Qing-ding. Experiment on the Drag-reduction of Non-wetting Materials[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2005, 19(2): 60-66.
    [13] 黄桥高, 潘光, 武昊. 超疏水表面减阻水洞试验及减阻机理研究. 试验流体力学, 2011, 25(5): 21-25.

    Huang Qiao-gao, Pan Guang, Wu Hao. Investigation about Drag Reduction Water Tunnel Experiment and Mechanism of Superhydrophobic Surface[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2011, 25(5): 21-25.
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-03-28
  • 修回日期:  2015-07-09
  • 刊出日期:  2015-10-20

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