壁面湍流质量注入减阻效应的数值研究  

Numerical investigation on resistance reducing effect by mass injection into wall turbulent flow

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作  者:赵勇[1,2] 王天霖[1] 宗智[3] 高云[4] 

机构地区:[1]大连海事大学交通运输装备与海洋工程学院,辽宁大连116026 [2]上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海200240 [3]大连理工大学运载工程与力学学部船舶工程学院,辽宁大连116024 [4]西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川成都610500

出  处:《哈尔滨工程大学学报》2015年第4期452-455,460,共5页Journal of Harbin Engineering University

基  金:国家自然科学基金资助项目(51309040;51209027;51379025);上海交通大学海洋工程国家重点实验室开放课题研究基金资助项目(1402);中央高校基本科研业务费资助项目(DMU3132015089);西南石油大学青年教师"过学术关"基金资助项目(201499010114);中央财政支持地方特色重点学科青年基金资助项目(YC319)

摘  要:为解释边界层质量注入减少摩擦阻力机理,采用雷诺平均纳维-斯托克斯方程,基于最近发展的的Wilcox k-ω湍流模式,对二维壁湍流质量注入进行了数值研究。计算得到的局部摩擦阻力系数与试验结果比较,表明该模式在该情况下具有较高的精度。在其他参数保持不变的条件下,分有无质量注入2种情况,确认了质量注入会增加边界层厚度的膨胀效应,促进了边界层内湍流的发展程度,解释了减阻效应。通过速度剖面分布、湍动能及涡粘系数的分布比较,有助于加深人们对该流动现象的认识。For explaining the mechanism of resistance reducing by mass injection into a boundary layer, using Reyn-olds averaged Navier-Stocks ( RANS) equations a numerical investigation on resistance reducing effect by mass in-jection into two-dimensional wall turbulent flow was conducted based on the Wilcox k-ωturbulence model.Compari-son of the local frictional resistance coefficient's numerical result and the experimental result demonstrated that the turbulence model has high precision.Two cases were studied to confirm that the boundary layer is blowing up by mass injection that consisted of mass injection and no mass injection with the same flow condition.It was concluded that turbulence is more developed with the aid of mass injection and this may explain the resistance reducing quali-tatively.By comparing the velocity profile, the turbulent kinetic energy and turbulent eddy viscosity are useful for gaining a deeper understanding of this complex flow.

关 键 词:壁面湍流 RANS 质量注入 湍流模式 减阻效应 速度剖面 湍动能 涡粘系数 

分 类 号:O355[理学—流体力学]

 

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