大連理工大學減阻

阻力高南

gaonan@

2012-12-4問題√高爾夫球為什么不是光滑的？為了不讓它飛的太遠？為了讓它能飛的更遠？√需要了解飛行物體受力和一些因素之間的關系關于阻力√流體內運動物體受到:壓強力+粘性力√合力沿速度方向分量:阻力√垂直于速度方向分量:升力√升、阻力與物體形狀以及雷諾數有關阻力(FD)=壓差阻力+摩擦阻力總阻力壓差阻力摩擦阻力72頁計算阻力√需要計算正確的壓強p分布√以及正確的壁面切應力tw分布√圍繞兩個簡單例子平板曲面層流邊界層一段影片邊界層的轉捩√當√層流邊界層轉捩為湍流邊界層√湍流邊界層厚度d發(fā)展更快√湍流邊界層內混合能力強,動量傳輸速率快√湍流接近壁面速度du/dy變化快√湍流壁面切應力大兩段影片層、湍流邊界層對比層流湍流例LL√當阻力以摩擦阻力為主的時候,我們應當盡量保持邊界層為層流邊界層,以減小阻力減少摩擦阻力√保持層流邊界層機翼前部光滑的表面邊界層吸氣表面溝槽柔性壁面邊界層吸氣/centers/dryden/about/Organizations/Technology/Facts/TF-2004-12-DFRC.htmlNASA

F-16XL√

1992-95√2馬赫下

46%翼面為層流邊界層/centers/dryden/history/pastprojects/F16XL2/index_prt.htm溝槽或肋條減阻Groove

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riblet/aero3/aero3.htm柔性表面Mohamed

Gad-el-Hak√當阻力以壓差阻力為主的時候,我們需要其他方法減小阻力減小迎風部分壓強增大背風部分壓強（當邊界層出現大面積分離時尤為重要）采用若干手段影響邊界層的發(fā)展,達到減阻目的影響邊界層發(fā)展的因素√影響邊界層發(fā)展的因素狀態(tài)（層流,湍流邊界層）,厚度壓強梯度:=0,>0,<0邊界層分離沿曲面發(fā)展的邊界層√流場中有一曲面,流線隨之彎曲√歐拉方程->沿曲面有壓強梯度√沿曲面發(fā)展的邊界層也有可能出現分離的情況形狀、雷諾數相同時,存在兩種不同的繞流狀態(tài)層、湍流邊界層√當層流邊界層發(fā)展為湍流邊界層層流邊界層 湍流邊界層√來流速度相等,P1a≈P2a但P1b<P2bP2bP2aP1bP1a光滑圓球的阻力系數CD~Re√Re~3x105,邊界層由層->湍,分離點后移,分離區(qū)減小,CD下降粗糙圓球的阻力系數√Re>105,粗糙圓球的阻力系數小于光滑球Speedo鯊魚皮泳衣Image

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Smith/topics/technology/features/2008-0214-swimsuit.html疏水性材料+粗糙度減少壓差阻力√減小分離區(qū)外形設計邊界層控制,形成湍流邊界層流線外形減少壓差阻力利用渦旋發(fā)生器減少壓差阻力渦旋發(fā)生器小孔吹氣√據稱,減阻達8%吹、吸兩段錄像周期性擾動邊界層等離子體控制器流場的閉環(huán)主動控制大工空氣動力學實驗室背向臺階減阻的重要性√波音737,阻力減少1%,每年每架平均節(jié)省6萬升燃料。波音747,可節(jié)省40萬升。車量減阻√你選購車輛的標準是什么？美觀安全油耗轎車行駛中表面壓強分布轎車的阻力系數最小阻力系數的汽車

Honda

Insight√

CD～0.25市場上的汽車阻力排名/wiki/Automotive_aerodynamics大阻力車美國汽車市場占有率車身外形設計減少壓差阻力哈飛賽馬保時