微氣泡減阻數(shù)值模擬及其機理分析.pdf

1、眾所周知,能源是整個世界發(fā)展和經(jīng)濟增長最基本的驅(qū)動力,是人類賴以生存的基礎(chǔ),但是隨著社會的發(fā)展,能源短缺、資源爭奪以及過度使用能源造成的環(huán)境污染等問題威脅著人類的生存與發(fā)展,因此,節(jié)能減排成為人們普遍關(guān)注的問題。減少船舶阻力能有效的降低能源的消耗,大量的試驗及數(shù)值模擬結(jié)果發(fā)現(xiàn),向船舶底部表面注入微氣泡,改變邊界層的流動,能有效的減小船舶的摩擦阻力。特別是對摩擦阻力占船舶總阻力絕大部分的低速船舶而言,因此,認(rèn)為其具有廣闊的發(fā)展前景。

2、>　　研究表明,氣泡減阻在某種程度上改變了邊界層內(nèi)湍流動量的交換,進而使得摩擦阻力降低。影響減阻效果的主要因素有航行速度、氣泡速度、距離噴氣口的距離等。因此,研究氣泡減阻的關(guān)鍵在于研究上述影響因素對船體周圍邊界層內(nèi)流動的影響。
　　本文基于歐拉-歐拉多相流模型,探討了湍流模型、曳力模型的選取。研究了氣體噴入速度、噴氣方向、不同氣體對氣泡減阻的影響,探討了氣泡對平板邊界層內(nèi)速度分布的影響及氣泡在平板邊界層內(nèi)的分布對減阻效果的影響。以

3、散貨船模型為研究對象,分析了氣泡噴入速度、船舶吃水對船體周圍三維流場內(nèi)氣泡的分布及減阻效果的影響。針對船體邊界層的流動特點,討論了在船體底部沿船長方向增設(shè)通氣口和沿船寬方向加擋板對氣泡減阻的影響。
　　結(jié)果表明,增加噴氣速度,平板表面摩擦阻力減阻率增大;針對所比較的工況,垂直平板表面噴氣,減阻效果最好;氣體類型的變化對減阻幾乎沒有影響。對具有三維流場特點的散貨船模型而言,增加噴氣速度,船舶的摩擦阻力減阻率增大;船舶吃水的變化對摩擦