基于剪切稀化模型的三通减阻数值模拟

为了研究添加表面活性剂在供热管道局部构件处的减阻效果,选取三通构件模型,利用计算流体力学软件模拟管内不同雷诺数下纯水和CTAC/NaSal溶液的流动。通过网格无关性、对比减阻规律验证了Carreau-Bird模型的可靠性,着重分析了减阻率、流速分布和湍动能的变化,并采用Ω准则和Q准则分析三通涡结构变化。结果表明：三通中添加CTAC溶液,减阻效果小于直管,但在较小雷诺数下就达到减阻率最大值;添加CTAC溶液改变了三通内流速分布,会使管内低速流动区域减小,而高速流动区域增大,出口段湍流流动层流化;降低了壁面附近的涡量,但增加了涡旋中心区的涡量。     

壁面微沟槽减阻技术研究进展

从减阻效果影响因素、减阻机理、协同减阻、实际应用等方面对壁面微沟槽减阻技术的研究进展进行归纳总结,对壁面微沟槽减阻研究方向进行展望。减阻效果影响因素包括沟槽结构、流场压力梯度等。介绍目前主流的减阻机理,关于减阻机理的各类假说仍存在争议。协同减阻的研究重点为超疏水壁面与微沟槽协同减阻、添加剂与微沟槽协同减阻。微沟槽减阻技术的实际应用涉及竞技泳衣、交通运输、流体输送等方面。研究方向为微沟槽减阻机理、微沟槽加工制造工艺、微沟槽对各类流场的适用性、微沟槽表面清洁技术。     

三角形微沟槽壁面湍流减阻的数值研究

针对三角形微沟槽壁面的流动减阻问题,应用RNG k-ε湍流模型对近壁处湍流进行描述,研究不同来流速度与雷诺数对微沟槽减阻效果的影响,分析微沟槽壁面与光滑壁面的速度场、湍动能、壁面切应力的特征。结果表明:所设计微沟槽结构减阻率随来流速度及雷诺数增加先增大后减小,减阻率最大达到10.23%。减阻主要原因为:相对于光滑壁面,微沟槽壁面近壁处形成低流速带,起到缓冲层的作用;微沟槽特殊形状抑制了展向流的发展,且槽谷内部壁面切应力相对较小。