本文關(guān)鍵詞：基于數(shù)值模擬的超疏水材料減阻性能研究

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【摘要】：目的為了研究超疏水材料的減阻性能,提出一種準(zhǔn)確可靠的數(shù)值模擬研究方法。方法建立超疏水船舶的三維模型,對(duì)考慮自由液面時(shí)船舶的黏性繞流進(jìn)行數(shù)值模擬。由于表面接觸角是評(píng)定材料疏水性的一個(gè)重要參數(shù),通過改變表面接觸角研究相應(yīng)阻力值的變化,并采用理論計(jì)算、數(shù)值模擬以及實(shí)驗(yàn)研究三者相結(jié)合的方法,驗(yàn)證該模型及方法在超疏水材料減阻性能研究方面的準(zhǔn)確性。結(jié)果隨著表面接觸角的增大船舶行駛時(shí)所受的阻力減小。船體采用超疏水材料的阻力比采用親水性材料的阻力減少了41%,比采用一般疏水性材料的阻力減少了24%。模擬中得出的船舶模型阻力大小與理論計(jì)算以及實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本吻合,誤差分別在4.6%和8%以內(nèi)。結(jié)論通過船舶模型研究超疏水材料的減阻性能,提出了一種基于數(shù)值模擬的有效研究方法,為超疏水材料其他方面的性能研究提供了一定指導(dǎo)。
【作者單位】： 北京化工大學(xué)機(jī)電工程學(xué)院;
【關(guān)鍵詞】： 超疏水材料 減阻性能 船舶模型 接觸角 Fluent
【基金】：國家自然科學(xué)基金青年科學(xué)基金資助(51203010)~~
【分類號(hào)】：TB34
【正文快照】： Received:2016-04-02;Revised:2016-08-23超疏水材料是指表面修飾有典型微納結(jié)構(gòu),具有較低表面能的材料[1]。超疏水表面材料具有自清潔[2]、防腐蝕[3]、表面減阻[4]和防結(jié)冰[5]等優(yōu)良性能,被廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)以及國防等方面。最早由Barthlott和Neinhuis提出自然界中的荷葉

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