船体流动减阻方法研究综述

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一种新型多效能减阻船的设计研究

一种新型多效能减阻船的设计研究

一种新型多效能减阻船的设计研究一、研究背景随着时代的发展,民用高速客运的发展趋势是希望有较高的航速。

而用于海关缉私艇,应能迅速反应,高速拦截,因此需要高航速。

如用于巡逻,须具备较高航速,但更着重要求适航性和居住条件好;在民用方面,如用于救援,时间就是生命,对船舶快速性以及稳性的要求较高。

所以研究一种快速性好、稳性优良、适航范围广的船舶具有十分重要的意义。

高速滑行艇具有体积小、航速快、机动性强的特点,在未来海洋开发以及海军军事装备领域具有广泛的应用前景。

滑行艇的排水量一般在200吨以内,航速可达40~50节,尽管其航速比一般排水型船舶高,但适航性能却较差。

传统的单体滑行艇在风浪中失速较大、航行拍击较重、限制了航行区域,特别是对军用滑行艇的发展受到了较大的限制。

槽道滑行艇是在滑行艇基础上发展起来的一种高性能新船型,它具有起滑快、纵倾小、航态平稳、兴波飞溅小、速度快、操纵灵活、耐波性好等特点。

它比常规滑行艇有较大的优越性,在风浪中可保持较高的航速,显示出高水平的综合航行能力。

因而,在近海水域中,可作为新一代的巡逻艇、侦察艇、导弹艇、救生艇和交通艇。

由于其吃水浅,兴波飞溅小,也可在内河和港湾中使用。

槽道滑行艇不论在军用或民用上都具有广泛的发展前途。

研究意义:能源是整个世界发展和经济增长的最基本的驱动力,是人类赖以生存的基础。

伴随着经济的快速发展和人口的迅速增长、能源消耗大幅增加、化石能源资源却在日益耗尽。

发展绿色船舶成为当今造船界的热点,减小船舶所受的阻力可以大大降低主机功率,符合节能减排的要求。

随着时代的发展,对高性能船舶的需求量只增不减,本项目研究的新型减阻多效能滑行艇具有快速性和稳性好、适用范围广、操纵性灵活、起滑快、所受阻力小等优良特点,不仅适合于民用而且在军事上有广泛应用前景。

用于海关缉私艇,本船可以迅速反应,高速拦截。

如用于巡逻,具备较高航速,适航性和居住条件好;在民用方面,用于救援,时间就是身命,船舶快速性以及稳性较高。

船舶设计中的减阻技术探索

船舶设计中的减阻技术探索

船舶设计中的减阻技术探索船舶设计中的减阻技术一直是船舶工程领域的重要研究方向。

减阻技术的研究目标是通过优化船舶形状和采用先进的流体力学原理,减少水与船舶表面的摩擦力和阻力,从而提高船舶的速度和燃油效率。

在本文中,我们将探讨几种常见的船舶减阻技术,并介绍其在船舶设计中的应用。

一、船体光滑化技术船体光滑化技术是船舶设计中常用的减阻技术之一。

通过减少水在船体表面的摩擦力,可以降低整个船体的阻力。

为实现船体光滑化,船体表面的涂层选择十分重要。

常见的涂层材料包括聚硅酮、聚乙烯蜡和氟碳聚合物等。

这些材料可以减少水与船体表面间的粘附力,从而减少阻力。

此外,船体表面的规则性也对光滑化起重要作用。

船体表面要保持光滑而均匀,避免凹凸不平或尖锐的边缘,以减少湍流的生成,进一步减小阻力。

二、船舶涡流阻力的控制涡流是船舶运动中产生的一种湍流现象,会增加船舶的阻力。

为减小涡流产生的阻力,可以采用不同的控制手段。

例如,通过安装纵向和横向舵,可以改变水流在船体周围的流动,减小涡流的生成。

此外,通过优化船舶的造型,可以改变水流在船体周围的流动方式,从而减小涡流的阻力。

例如,采用螺旋线状船体设计,可以减小船体后部产生的涡流,减小阻力。

三、船舶尾迹阻力的降低船舶尾迹阻力是船舶设计中一个重要的减阻问题。

尾迹阻力主要由舵的操作和推进器的涡流产生。

为降低尾迹阻力,可以采用下述措施。

首先,船舶的舵设计应合理,以减小舵运动时产生的湍流。

其次,选择合适的推进器形式和安装位置,以减小推进器产生的涡流。

例如,采用推进器罩、推进器扩散器等减阻装置,可以有效降低尾迹阻力。

此外,合理设计舵的位置和舵叶角度,能够减小舵在操纵过程中产生的涡流和阻力。

四、船舶耐浪性能的提高船舶在恶劣海况中航行时,往往会受到波浪的影响,增加船舶的阻力和耗能。

为提高船舶在浪大的海况中的耐浪性能,可以采用一系列减阻措施。

例如,内置稳定装置可以提高船舶的稳定性,减少船体与波浪的接触,降低阻力。

船舶推进系统的流动优化技术

船舶推进系统的流动优化技术

船舶推进系统的流动优化技术在现代船舶工程中,船舶推进系统的性能优劣直接关系到船舶的航行效率、经济性和环保性。

而流动优化技术作为提升船舶推进系统性能的关键手段,正受到越来越广泛的关注和研究。

船舶推进系统的流动优化技术,旨在通过对流体流动的精确分析和优化设计,减少流动损失,提高推进效率,降低噪音和振动,从而实现船舶性能的全面提升。

要理解船舶推进系统的流动优化技术,首先得明白船舶推进系统的工作原理。

简单来说,船舶推进系统是将能源转化为推力,推动船舶在水中前进。

这个过程中,水流的流动状态对推进效率有着至关重要的影响。

如果水流在流经推进系统的各个部件时遇到过多的阻力、漩涡或者分离现象,就会导致能量的损失,降低推进效率。

流动优化技术的一个重要方面是对螺旋桨的优化设计。

螺旋桨作为船舶推进系统的核心部件,其形状、叶片数量、螺距分布等参数都会影响水流的流动特性和推进性能。

通过先进的计算流体力学(CFD)技术,可以对不同设计方案下螺旋桨周围的水流进行模拟和分析,从而找到最优的设计参数。

例如,优化后的螺旋桨可以减少叶片表面的压力波动,降低空泡的产生,提高推进效率的同时减少噪音和振动。

除了螺旋桨,船舶的船体外形也对推进系统的流动性能有着重要影响。

一个良好设计的船体可以减少水流的阻力,为推进系统创造更有利的工作条件。

在船体设计中,通过采用流线型的外形、优化船首和船尾的形状,可以有效地降低兴波阻力和摩擦阻力。

同时,考虑船体与螺旋桨之间的相互作用,避免出现不利的干扰现象,也是流动优化的重要内容。

在流动优化技术中,数值模拟方法发挥着不可或缺的作用。

CFD 技术能够详细地模拟船舶周围的水流场,为设计人员提供直观的流动信息。

通过对模拟结果的分析,可以发现潜在的流动问题,并针对性地进行改进。

然而,数值模拟也存在一定的局限性,比如对复杂流动现象的模拟精度有限,需要结合实验研究来进行验证和修正。

实验研究在船舶推进系统的流动优化中同样具有重要地位。

集装箱船总体设计中的船舶船体减阻改进

集装箱船总体设计中的船舶船体减阻改进

集装箱船总体设计中的船舶船体减阻改进在现代船舶设计中,减少船舶船体阻力是提高船舶性能和经济性的重要方面。

特别是在集装箱船的总体设计中,通过改进船舶船体以减少阻力,可以显著提高船舶的速度、燃油效率和航行稳定性。

本文将探讨在集装箱船总体设计中采取的几种常见的船舶船体减阻改进方法。

一、水动力学优化水动力学优化是指通过对船舶船体形状和流线型进行调整,以减少船舶在水中运动时受到的阻力。

这种优化通常包括减小船舶的湿表面积、改善船舶的流线型以及减少船体与水之间的摩擦阻力。

通过采用现代计算流体力学(CFD)技术和模型试验,设计师可以精确地评估不同船体形状对阻力的影响,并进行优化设计,从而实现船舶船体减阻的目标。

二、减少附着阻力附着阻力是指船舶船体表面与水之间的摩擦阻力,它直接影响船舶的推进功率和燃油消耗。

为了减少附着阻力,船舶设计师通常采取一系列措施,包括表面光滑处理、防污涂层的应用以及定期船体清洁和维护等。

通过保持船舶船体表面的光滑度和清洁度,可以最大程度地减少水与船体表面之间的摩擦阻力,从而降低船舶的总阻力。

三、优化船舶船体结构船舶船体结构的优化也是减少船舶阻力的重要手段之一。

通过采用轻量化材料、优化船体布局和结构设计,可以减少船舶自身的重量,从而降低船舶在航行过程中所受到的水动力阻力。

此外,还可以通过改进船舶船体的刚度和强度分布,减少船舶在航行中产生的波浪阻力,进一步提高船舶的航行效率和性能。

四、改进船舶尾部设计船舶尾部设计的改进也可以有效地减少船舶的阻力。

通过优化船舶尾部的形状和船尾设备的布置,可以减少船舶在航行时产生的湍流和阻力,从而提高船舶的航行速度和燃油效率。

常见的船尾设计改进包括采用流线型船尾、安装尾流板和减阻翼等。

综上所述,集装箱船总体设计中的船舶船体减阻改进是提高船舶性能和经济性的重要手段。

通过水动力学优化、减少附着阻力、优化船舶船体结构和改进船舶尾部设计等方法,可以有效地降低船舶在航行中所受到的阻力,实现船舶航行的高效、稳定和节能。

船舶减阻——精选推荐

船舶减阻——精选推荐

国际会议船舶减阻(光滑船舶)伊斯坦布尔技术大学2010年5月20-21日马茨卡校园,伊斯坦布尔,土耳其编辑穆斯塔法·塞尔伊斯梅尔•哈基Helvacioglu的Sebnem Helvacioglu的©版权所有2010年,联盟光滑空气腔高速船只在俄罗斯的应用A V SVERCHKOV克雷洛夫船舶研究所,圣彼得堡,俄罗斯摘要:本文简要回顾了国家的最先进的研究在俄罗斯人为的应用的CIAL底部空腔水流阻力减少高速船舶。

该文件还认为特定的功能的不同类型的用于气腔一般的船舶推进器提供了有关俄罗斯的气腔的船舶,已建成并成功运营。

在空气腔优势原则ciple展示了一个新的设计,快速的机动游艇。

1引言船舶的发展人为地抬高了气腔,在俄罗斯发起的,于1961年在KRYLOV造船研究所。

初步调查蒸发散集中在应用程序的概念内河货船和驳船缓慢。

这些调查蒸发散包括基于LIN 的理论研究earized 2D理论空化流动,许多模型试验,终于全面试验的三道河舰艇。

购买,从1965年开始,一系列的研究已开展的项目旨在减少拖动的刨hullforms像巡逻和实用船,高速客船。

这些研究工作开始延长线性2D空化流动理论刨hullforms的。

然后,相当数量的模型试验进行了在设计和建设系列河流持续高速客船和巡逻船与空气腔。

在1985年进行了类似的调查快速位移血管。

在这些研究中发现对于此类型的2-D的理论是不适用的一般,和3-D线性理论和软件发展到覆盖这些情况。

该方法已广泛的设计研究和验证目前这些技术成功地应用于空气腔一般实用的设计。

在1993年的调查扩大至覆盖刨刨半双体船。

的下一个阶段在1995年开始推广应用与研究人工腔下运行的单体船瞬态模式,如快速海上客运或车/客渡船,高速远洋MO-器游艇。

在2000年快速集装箱船的模型试验开始了。

对于50岁左右的研究人员已经开发展中适用的计算方法和解决与各类propul挑战感器,海保持性能和具体问题一般设计成具有几个不同的相关操作速度。

基于改善船舶首尾流场特性的减阻研究

基于改善船舶首尾流场特性的减阻研究

基于改善船舶首尾流场特性的减阻研究随着新材料、新工艺的不断出现,船舶节能减阻技术的研究得到迅速发展。

对于绝大多数船舶,粘性阻力在总阻力中所占比重最大。

随着国际远洋运输的主力船型向着大型化、专业化、集成化的方向发展,航运业对大方形系数船舶需求旺盛,对此类船舶粘性阻力的减阻研究得到学者广泛关注。

前缘引流减阻技术源于流体力学中的钝体绕流技术,通过在物体前缘高压区域开通一条贯穿前后的通道,将水流引至物体后部,从而实现减小粘性阻力的目的。

其在船舶上减阻应用的理论基础:1)开孔引流降低了船舶艏艉的压力差,减小了形状阻力;2)开孔引流改变了船舶艏艉区域的流场分布,推迟了层流向湍流的转变,减小了摩擦阻力。

本文依托国家自然科学基金项目“前缘引流和微气泡综合减阻的实验研究”(NO.10972167),采用数值计算的方法,通过在船舶艏部高压区开孔引流对船舶粘性阻力进行减阻研究,旨在得到有效减阻时的开孔参数设置规律,为开孔引流减阻技术在船模和实船上的应用提供参考。

本文研究对象选择了一条双尾无球艏的中速船,采用模型试验的缩尺比(λ=8.3)进行建模。

在原型数值计算中尝试了不同湍流模型、不同网格类型和不同离散格式,目的是得到与试验结果吻合的数值计算结果以及合理的数值计算参数设置。

在开孔引流数值计算中讨论了不同开孔形状、不同开孔尺寸及不同出流位置对船舶阻力及周围流场分布的影响,研究开孔引流的减阻规律。

在开孔引流和微气泡综合作用的数值计算中简要讨论了微气泡在船底的分布及船体阻力和周围流场的分布变化情况。

本文数值计算中均不计自由面影响,假定船舶处在正浮、无偏航状态,仅研究船舶粘性阻力。

在对模型数值计算结果分析的基础上,得到如下结论:1)针对本文模型计算采用SSTκ-ω湍流模型能够得到精度较高的模拟结果;对动量、湍动能的离散采用二阶迎风格式,对比耗散率的离散采用一阶迎风格式,计算的稳定性更好。

2)船舶艏部存在明显的高压区;艉部的尾轴处存在流线分离现象,易形成尾涡,造成增阻,这为开孔引流技术减小形状阻力的研究提供了参考。

减小船舶粘性阻力的方法和措施

减小船舶粘性阻力的方法和措施

题目:减小粘性阻力的方法和措施组员:赵帅张帅郭宁吴龙烽郭宁罗乃甲减小船舶阻力方法:影响船舶阻力的因素很多, 其中主要的是航速、船型和船舶航行时的外界条件。

对于大量使用的中、低速船舶而言, 粘性阻力比兴波阻力要大得多; 对于高速船舶, 则主要应减少兴波阻力。

在减少阻力方面的主要措施有:一优化船舶的主要尺度和线型。

目前采用较多的船型与线型有: ①球鼻艏船型(国外已发展可变球鼻艏, 其鼻可上下移动, 或自由摆动, 或按吃水与航速变化改变球体形状) ; ②艉端球船型; ③球艉及双艉鳍船型; ④纵流船型; ⑤双体船及小水线面双体船; ⑥不对称艉部线型; ⑦浅吃水肥大船型; ⑧双艉船和平头涡艉。

(1).球艏对游艇粘性阻力的影响:从游艇艇体表面的流线及压力分布图可以看出:尽管此类游艇加装球首的主要目的是减少兴波阻力以提高快速性,适当选择的球首(如球脂I)可以在明显减少游艇兴波阻力的同时减少粘压阻力,船艏以及尾部压力系数分布显著改变是其减阻的主要判据。

从上表可以看出,加装球鼻舷与没有球鼻脂状况相比,游艇的粘压阻力系数明显减小,而摩擦阻力差别不大,而球舷I状况下游艇的粘压阻力系数较球舫n稍大,但是差别不是很大"而球循I和球脂n两种状况对摩擦阻力系数基本没有影响"三者的粘性阻力系数大小为:采用球舷n最小,采用球舷I次之,无球脂时最大"对于兴波阻力系数,安装球鼻舶I!n均取到减阻效果,而球鼻舷I效果较好"(二).运输船舶气泡润滑减阻技术研究成果显示:1)对低速肥大型船,在船底喷气,能够使摩擦阻力减小9% —17%左右;2)对低速肥大型船,在船底喷气能够使粘压阻力减小,最直观的理解是船底喷气改善了船底压力分布;3)同一喷气流量下,多级喷气(船首船中同时喷气)减阻效果好于单级喷气(仅仅在船首喷气)减阻效果,因为多级喷气模型是在单级喷气模型的气体体积分数较低的位置布置了一个喷气口,从物理模型上弥补了单级喷气模型的不足,另一方面,相对于单级喷气模型,多级喷气模型增加了喷气面积,而适度增加喷气面积有利于减小阻力;4)随着来流速度的增加,气体体积浓度在船底的分布也越集中,减阻率也相应增加,因为较大的来流速度相对于较小的来流速度更容易使气泡来不及逃逸就随着来流速度运动到船后方有效覆盖船表面;5)随着喷气流量的增加,减阻率也增加,因为喷气量的增加实际上就是增加了气体的体积浓度从而增加气体覆盖面;6)随着船舶吃水的增加,减阻率逐渐减小,这种减小的趋势在低速时表现得比较明显,而高速时表现得比较缓和;7)对深吃水低速肥大型船,较小的喷气流量减阻效果并不明显,要想获得理想的减阻效果,条件容许的情况下,需要增加喷气量;8)相同速度、相同喷气流量下,喷气口位置和面积相同的缝喷比孔喷减阻效果好,但缝喷更容易达到饱和喷气流量。

船用减阻技术研究与应用

船用减阻技术研究与应用

船用减阻技术研究与应用船运是世界贸易体系的重要组成部分,而船舶的能耗则是造成二氧化碳排放的主要原因之一。

为了应对气候变化的挑战,降低船舶的能耗和排放已成为航运行业的重要目标之一。

减少风阻和水阻是降低能耗和排放的有效途径之一,在这方面,船用减阻技术的研究和应用显得尤为关键。

一、常用船用减阻技术目前,常用的船用减阻技术主要包括减少风阻和减小水阻两部分。

减少风阻的方法主要有以下几种:1. 空气动力学优化设计通过对船体、船尾、甲板等部位进行优化设计,降低了空气阻力,从而达到减少风阻的效果。

2. 表面防污涂层在船舶表面涂覆一层特殊的防污涂层,可防止海洋生物和盐水黏附,从而减少表面水阻。

减小水阻的方法主要包括以下几种:1. 水动力学优化设计通过对船体进行流体力学计算和仿真验证,优化船型设计,提高船体的流线型,减小水阻。

2. 燃油添加剂向船用燃油中添加表面活性剂、抗氧化剂等添加剂,可以有效减少燃油的黏度和表面张力,降低 water-resistance。

二、新兴船用减阻技术近年来,随着新材料和新技术的发展,许多新的船用减阻技术也应运而生,有望在未来实现更大规模的应用。

1. 超级滑板超级滑板是一种新型的高分子材料,其表面具有纳米结构和高度晶化,表现出极低的摩擦系数和优异的耐磨性能。

船舶表面涂覆超级滑板可显著减小水阻,从而提高船舶的速度和燃油经济性。

2. 船舶气动帆船舶气动帆是一种能够收集和利用风能的设备,可在适宜的风力情况下为船舶提供动力,从而减少燃料消耗和排放。

船舶气动帆技术的应用前景广阔,可以有效推动船舶行业的低碳化和可持续发展。

三、未来展望船用减阻技术的研究和应用一直是船舶行业的热点和难点之一。

未来,随着技术的不断进步,船用减阻技术将不断创新和发展,应用范围也会越来越广泛。

同时,政府和国际组织的相关政策和标准也将推动船用减阻技术的应用和普及,共同推动全球船运行业的绿色转型和可持续发展。

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船体流动减阻方法研究综述
近年来,关于船体减阻的实验和研究比较多,取得了许多相关的资料和数据。

在目前湍流理论有了相当的发展之后,我们对原理的研究有了一些进步。

目前在减阻的方式上,人们已经发明了肋条减阻(沟槽法)、聚合物添加剂减阻法、柔顺壁减阻法、气泡减阻法、仿生减阻法、壁面振动减阻法、超疏水表面减阻法等。

文中将就上述减阻方法的原理做一个简要的介绍。

标签:流体;阻力;船体减阻
1 柔壁减阻法
上世纪60年代,科学家们发现“人造海豚皮”的减阻效果,柔壁减阻开始得到人们的重视。

柔壁减阻法的一般做法是在固体壁面上覆盖上泡沫塑料,往固体内部水或油等液体后,在外面蒙一层不渗透或者半渗透性的薄膜,这样泡沫塑料就能产生一定弹性。

柔顺壁的作用使粘性底层变厚,边界层上流速梯度减小,就此减小了边界面上剪力,同时也减小了因剪力做功而发散的能量,实现了减阻。

在雷诺数较大的环境下,粘性作用在边界层内。

所以减阻的关键在于如何使边界层平顺流动减少损失。

由于海豚皮肤有很好的弹性,可以随水流呈波浪状起伏,形成了柔顺壁。

水流原本就是一种湍流运动,综合海豚表皮的扰流运动,很容易在表皮边界层内产生扰流,由此产生的紊流,增加了游动摩擦阻力。

而当扰流发生在边界层内时,海豚的皮肤产生的波动,抵消了扰流并减少了晃动,延迟了边界层的转捩,以此保持边界层层流的流动。

当我们从边界层稳定性因素考虑时,可以更加深入的了解减阻的机理。

影响层流运动稳定性的主要因素包括壁面粗糙度和来流紊流度。

壁面的粗糙增加了对流动的扰动,合理的利用该扰动有很好的减阻效果。

目前对柔顺壁减阻相对一致的观点是,壁面压力梯度缓解了压力释放,因此造成边界层层流向湍流转捩的后移。

海豚表皮的“非光滑”柔顺壁可顺应水流而流动,减少湍流流动,延迟边界层转捩,增加边界层稳定性,因此能够高效降低其在水中的阻力。

2 沟槽减阻法
上世纪70年代,兰利研究中心发现,顺流向微小肋条的表面能有效降低壁面摩阻。

该发现是对减小表面粗糙度来达到减阻目标手段的一个创新,它是通过改变边界层底层的流动结构从而达到减阻目的的。

为了最大限度地达成减阻目的,科学家对肋条形状进行了很多实验研究和设计优化。

德国科学家对各种肋条表面,包括对三角形、半圆形、刃形以及三维肋条进行了研究。

通过实验比对发现凹形具有尖峰的形状减阻效果最好。

这些年来,学界对肋条减阻机理的研究很多。

大多数观点认为达成减阻的主
要原因是粘性底层厚度增加。

反向旋转的流向涡与肋条尖顶作用的二次涡的互相作用,二次涡减弱了与低速带条相关系的流向涡,并在肋条之间的沟槽内保持低速流体。

顺流向的涡对与条纹尖端相互作用,产生第二涡群,降低了顺流向涡对强度,一直流向涡对展向集结能力,减小了低速带条的数目,控制了近壁面区动量交换。

狭窄V形肋间沟槽的沟谷保持有低摩阻的低速安静流,从而降低了总阻力。

3 高聚合物添加剂减阻法
高聚合物添加剂减阻法是这几年减阻研究的一个重点,这种方法是通过在流体中溶入少量长链高分子聚合物来达成减阻目的的。

该方法在液体内部边界创造条件以达到减阻,它们的共同的特点是分子量的量级都达到百万。

聚合物添加剂由于可以影响流向涡的强度,增大低速带条间距,因此减小湍流的剪切力从而实现了减阻。

目前,尽管对这种方法已有了较深入的研究,但由于湍流问题的复杂性,聚合物在湍流中产生减阻的原因至今还未弄清楚。

虽然科学家基于实验提出了一些假设和分析,但还没有出现一种理论能完美的解释该问题。

但由于该方法比较容易实现并且效果很好,在很多领域得到了广泛应用。

4 气泡减阻法
气泡法是通过在物体表面上造成气泡,利用气泡的小摩阻性和易变形等特点来调节底层流动结构来达到减阻的目的。

通过计算边界层中的微气泡对平板表面摩擦阻力的影响,得到减阻率在60%左右的结论。

气泡法减阻一般分为大气泡减阻法和微气泡减阻法。

大气泡减阻是利用空化理论,在船底设计一个人造空腔,将气体通入空腔中,形成一个与水分离的大气泡,以达到减阻的目的。

微气泡减阻是在运动的船体表面和水之间注入气体,形成气液混合物薄层,改变边界层的内部结构,使摩擦阻力减小。

由于位于边界层内的微气泡具有变形能,它把剪切力作用于流体的部分功转为变形能储存起来,从而减少能量损耗,实现了减阻目的。

但此方法最大的缺点就是气泡不稳定,一旦减阻气泡破裂将产生更大的阻力和噪声;而如果气泡太小又达不到减阻效果,因此要注意气泡的产生和消除。

这也是气泡减阻法下一步研究的重点方向。

5 壁面振动减阻法
壁面振动减阻法的基本思想是壁面振动可以减小湍流表面摩擦力。

靠近振动壁面处湍流边界层的平均速度将梯度减小,湍流强度依次减弱,因此验证了壁面振动能减小湍流边界层表面的摩擦阻力。

目前针对振动减阻法的研究文献很多,关于其机理的分析有两种说法:一是认为减阻与振动壁面上周期性顺翼展方向的涡旋状态有关,因为它在粘性底层减少了平均流速梯度,从而影响了边界层的剖面,近壁区流向涡也顺翼展方向重新排列,从而减弱了横向边界层的流向涡的波动强度。

第二种说法认为,在湍流边界层存在准流向涡再生循环现象,壁面湍流是靠它来维持的。

所以准流向涡是产生湍流表面磨擦力的主要原因,而壁面振动干扰准流向涡的再生循环实现了减阻目的。

6 超疏水表面减阻法
超疏水表面减阻受到水滴在荷叶上滚动而不沾湿荷叶的启发。

荷叶表面有微米级的乳突和蜡状物,微米乳突上还有纳米结构,对水具有排斥作用。

目前较普片的认为疏水表面减阻的机理是“滑移长度”理论。

认为水流经疏水表面时产生壁面滑移,使边界面上的速度梯度减小,从而剪切力减小,推迟了层流附着面的转变,使层流流态更稳定。

7 结束语
文章对船体减阻的原理、方法和意义进行了较为全面的总结。

从以上的减阻方法中,我们可以看到很多的减阻概念是源于自然界生物或者自然现象的启发,因此这些减阻技术的发展离不开仿生学和新材料学的发展。

目前,非光滑表面减阻技术和超疏水表面减阻技术在实船上已有所应用,气泡减阻技术主要运用于船模实验中,实船上鲜有运用。

想要将这些减阻技术在船舶实际工程中得以广泛和普及的应用,还有很多的技术难关需要攻克。

参考文献
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[3]朱秀芳,王钧.高分子涂层在水中减阻效果的研究[J].国外建材科技,2006,27(2):6-7.
作者简介:张弛(1987,10-),男,湖北省武汉市(籍贯);现职称:助理工程师;学历:本科;研究方向:船舶制造。

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