横向间断肋条湍流减阻大涡模拟分析

• 作者: 康凯 王博 王卫强 王静 范开锋 陈一鸣
• 来源期刊: 表面技术
• 学科: 工学
• 关键词: 肋条减阻 沟槽 连续肋条 间断肋条 大涡模拟 亚格子尺度模型
• 年，卷（期）: 2020,（11）
• 所属期刊栏目: 表面摩擦磨损与润滑
• 页码范围: 226-235
• 页数: 10页
• 分类号: TH117
• 语种: 中文
• DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2020.11.026

摘要

目的 通过改变肋条结构,提高传统肋条的减阻效果.方法 基于Walsh肋条减阻实验,利用LES理论的WALE模型以及PISO算法,对传统连续肋条及新型间断肋条进行了仿真模拟计算,其中梯度求解基于Green-Gauss节点格式,压力求解采用二阶格式,动量方程求解采用中心差分格式,时间离散采用二阶隐式格式.通过对比分析两种不同肋条结构流场湍流流动的细节及肋条的减阻率,探究新型肋条结构的减阻作用和机理.结果 LES方法准确地再现了Wlash实验的流场细节及计算结果,相同计算条件下,传统连续肋条表面摩擦减阻率和黏性减阻率均为4.641％,而新型间断肋条表面摩擦减阻与黏性减阻率高达9.317％和6.306％.结论 新型间断肋条相较于传统连续肋条的表面摩擦减阻率和黏性减阻率皆得到了较大的提升.新型间断肋条具有较高的减阻率是由于横向肋条阻断作用使得大涡旋受到抑制而分裂成较小的涡旋,降低了近壁面流体的流速,减弱了湍流扰动对流体的影响,使低速流体更加稳定的发展.