【摘 要】
：
众所周知,船舶在水中航行时其表面会产生很大的表面摩擦阻力,并且其阻力会随着运行速度的增加而不断增大。目前的主动控制减阻虽然可获得比较理想的减阻效果,但是投入的能耗很多。超疏水表面作为被动减阻的代表一直是学界的研究热点,前人对其材料特性和减阻性能进行了大量研究,取得了丰硕成果。但是,制备该表面是十分昂贵的,如何利用有限的超疏水表面得到更多减阻效果,从而降低能耗具有重要的研究价值。因此,本文将对超疏水
【基金项目】
：
深圳市高层次人才科研启动基金,“微结构超疏水表面湍流边界层减阻及机理实验研究”；
论文部分内容阅读
众所周知,船舶在水中航行时其表面会产生很大的表面摩擦阻力,并且其阻力会随着运行速度的增加而不断增大。目前的主动控制减阻虽然可获得比较理想的减阻效果,但是投入的能耗很多。超疏水表面作为被动减阻的代表一直是学界的研究热点,前人对其材料特性和减阻性能进行了大量研究,取得了丰硕成果。但是,制备该表面是十分昂贵的,如何利用有限的超疏水表面得到更多减阻效果,从而降低能耗具有重要的研究价值。因此,本文将对超疏水表面在湍流边界层中沿流向方向的减阻演化进行研究,探究其减阻对下游的影响,从而实现合理利用有限超疏水表面获得最大减阻效果。本实验将超疏水表面SHPO#1和SHPO#2作为研究对象,利用光滑表面作为对照组,通过测力天平实验得到了其流场参数和减阻率。其中SHPO#1的最大减阻率为31.7%（ReL（28）6.2×10~5）,SHPO#2的最大减阻率为11.1%（ReL（28）1.01×10~6）。此外,本实验还对SHPO#1和SHPO#2沿流向方向分别拍摄了8个位置的Mirco-PIV,其中位置1位于光滑表面且在超疏水表面上游,位置2-5位于超疏水表面,并沿流向分布,位置6-8位于光滑表面且在超疏水表面下游,通过上述实验探究其减阻的流向演化过程。最后,本文还对SHPO#2拍摄了两个位置的PIV实验,研究其平均旋涡强度沿流向方向的演化。本文的Mirco-PIV实验发现超疏水表面不同位置减阻效果并不相同,而是沿流向方向递增的,其中SHPO#1和SHPO#2的减阻率分别由16.7%和9%增加到34%和12%。并且,它们各处的平均速度、滑移速度和滑移长度是沿流向方向逐渐增大的,而流向湍流度曲线、雷诺切应力曲线和猝发事件发生频率则是沿流向方向逐渐减小的。SHPO#1和SHPO#2的减阻率下游0-5.5mm内分别为26%和9.6%,而在5.5-20mm内减阻效果减弱至消失。本文的PIV实验发现流体从光滑表面过渡到超疏水表面,再过渡到光滑表面的过程中,发现其平均旋涡强度先减后增,并且是渐变过程。综合上述研究结果,超疏水表面在下游附近仍然存在减阻效果,这为合理布置有限超疏水表面从而获得更多减阻效果提供参考,并且为之后的超疏水表面流向演化研究提供一定的借鉴。
其他文献
绳索驱动机械臂在太空维修、核电设备检测、灾害环境探测中具有重要的应用前景。然而,由于绳索仅能在张紧状态下提供单向动力,因而传统绳驱机械臂的驱动绳数量大于总自由度数,且从驱动空间到关节空间的运动学存在非线性、非一致性映射,导致驱动变量与关节变量之间的正、逆向求解模型复杂,各驱动绳之间存在运动学耦合,使得绳驱机械臂的求解效率低、运动精度难以提高。基于此,本文研制了一种具有独立驱动和线性解耦功能的绳驱机
目的:系统性探究33个粘附性G蛋白偶联受体家族蛋白（Adhesion G protein-coupled receptors,aGPCRs）在胰腺癌中的表达情况及其细胞学功能,挖掘潜在的胰腺癌生物标志物和临床治疗靶点。方法:利用Oncomine、GEPIA2数据库检测aGPCRs在胰腺癌中转录组水平的表达情况,利用K-M plotter数据库检测异常表达的aGPCRs与患者预后的相关性;利用免疫组
研究背景和目的:膝关节骨性关节炎患者软骨损伤以内侧间室最为多见,多采用膝关节单髁置换术（UKA）治疗。以往对膝关节内侧间室软骨损伤的诊断可通过膝关节X线提示的关节间隙狭窄、软骨下骨硬化或骨赘增生等间接征象进行判别,但主观性较大。目前临床上对膝关节内侧软骨损伤的诊断多采用磁共振成像（MRI）的方法,但MRI也有其局限性,其不仅价格昂贵,而且存在一定的禁忌症,且诊断过程中患者个体差异或不同检查设备等对
背景与目的:骨水泥占位器广泛应用于假体周围感染（PJI）的二期翻修手术中。目前的骨水泥占位器设计存在一定的缺陷,导致其药物释放效率较低。在这项研究中,我们对临床常用的载万古霉素骨水泥,评价了其抗生素洗脱性能、极限抗压强度、生物相容性和体外抗菌效果。并探索了一套使用3D打印技术辅助制造的载万古霉素关节型占位器,预计这种新型的占位器将提高PJI翻修手术的有效性。方法:在体外实验中,将不同剂量的两种万古
如今,社会分工逐渐精细化。各行业领域,如物流运输、流水线装配等为追求效率的提高已逐渐通过各种智能装备替代人力的参与。近年来,作为先进装备代表之一的无人机因其灵活性高、作业不受限于地形等优势在影视摄像、搜索救援等方面大放异彩。随着无人机技术的不断发展,人们赋予给无人机的任务种类也越来越多样。然而,为保证无人机的灵活性,机体体积受限导致单个无人机的能力始终有限,且存在搜索范围小、环境适应能力低和持续作
随着机器人应用场景的日趋复杂,研究者在自然界生物的启发下研究出了许多具有较强环境适应性的仿生机器人。其中,仿蠕虫机器人因其运动的稳定性和灵活性而得到了越来越多的关注。目前的仿蠕虫机器人多采用形状记忆合金、电机或气动等方式来对机器人的多个关节进行控制以实现运动,它们的缺点在于结构相对复杂,难以小型化,且响应速度比较慢。为解决上述问题,利用折纸机构设计了一种磁驱动式的仿尺蠖机器人,制作了样机,开展了相
随着电子信息行业的蓬勃发展,作为元器件载体的PCB板的市场规模持续扩大。市场对PCB板也提出了更高的加工要求,芯片高度集成且引脚布置越发密集。PCB板微孔加工通常采用机械钻孔的方式。微型钻头主要生产流程包括:进料检验、磨槽、磨尖、磨背、磨钻径,其中最重要的工序为磨槽磨尖。为了提高刚度,微型钻头的螺旋槽常设计为变螺旋角形状,传统的加工方式不再适用。为了解决磨槽这一关键工序,系统地提出了高速高精度的P
研究背景:食管胃结合部腺癌（Adenocarcinoma of the Esophagogastric Junction,AEG）是指肿瘤中心位于食管与胃结合部上下5cm范围以内的肿瘤,其在西方国家的发病率大约占所有食管癌和胃腺癌的三分之一以上。目前临床上的治疗方式主要是以手术为基础的综合治疗方法。SiewertⅠ型和Ⅲ型AEG手术方式已无争议,但SiewertⅡ型AEG手术方式尚未统一。普外科医
在消化道中,全球肠胃癌死亡人数占癌症死亡总数的17.1%。造成这一比例的主要原因是:人们饮食不规律,身体不锻炼。目前,肠胃疾病的检查方式主要是通过肠胃内窥镜的摄像头去观察胃肠中的病灶,肠胃内窥镜是通过人体的自然腔道机械式插入到人体的胃部或者肠部的软体管。在这个过程中,患者会感到极大不适,严重的会引起患者腹部疼痛甚至肠胃损伤等危险,因此胶囊机器人的出现极大提高了患者对于肠胃病的就医体验。胶囊机器人的
目的:血管重建术能否预防出血性烟雾病患者再发出血仍是一个有争议的问题。本研究主要分析出血型烟雾病的临床特点,探讨出血型烟雾病血运重建术与保守治疗的疗效差异,为出血型烟雾病治疗方式提供理论依据,以减少再出血发生。方法:我们回顾性纳入322例成年出血型患者,其中血管重建术组133例,保守组189例。血运重建组包括联合血运重建术患者97例,以及间接血运重建术患者36例。其中血运重建术组患者中有92例行单