平板表面脊状结构对局部湍流特性的影响研究.pdf

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1、第43卷第5期华北电力大学学报Vo1．43．No．52016年9月JournalofNorthChinaElectricPowerUniversitySep．，2016doi：10．3969／j．ISSN．1007—2691．2016．05．11平板表面脊状结构对局盘日p，向流特性的影响研究王松岭，邓宇涵，吴正人，李子骏，郝晓飞(华北电力大学电站设备状态监测与控制教育部重点实验室，河北保定071003)摘要：利用Fluent软件，通过脊状平板表面数值模拟，分析黏性阻力、压差阻力、壁面切应力、湍流特性等在脊状平板表面中分布规律，基于能量耗散分析，为脊状

2、结构尺寸选取和局部区域改造提供参考依据。结果表明：脊状尺寸越大越有利于黏性阻力减小．但会导致压差阻力增加，而脊状结构压差阻力主要由迎风面与间隔交接处附近高压区决定。高壁面剪切应力集中于相邻沟槽之间区域前段，且脊状结构越小。光滑表面大于脊状结构内壁面剪切应力的区域也相对越多。对脊状结构平板近壁区涡量与湍流特性分析发现，沟槽最底端部分流体是近乎静止的，脊状结构表面涡量与湍流强度均小于光滑表面，而在脊状结构沟槽内所形成的旋涡区域，能量耗散开始大于光滑表面。关键词：脊状结构；数值模拟；分布规律；减阻；优化中图分类号：TH4；0355文献标识码：A文章编号：1

3、007—2691(2016)05—0068—07StudyonInfluenceofRibletStructureofFlatSurfaceonLocalTurbulenceCharacteristicsWANGSongling，DENGYuhan，WUZhengren，LIZijun，HAOXiaofei(KeyLaboratoryofConditionMonitoringandControlforPowerPlantEquipment，NoahChinaElectricPowerUniversity，Baoding071003，China)Abs

4、tract：Thispaperanalyzesthedistributionlawofviscousresistance，pressuredifferenceresistance，wallshearstressandturbulencecharacteristicsontheribletflatsurfacebyusingFluenttomakenumericalsimulationoftheribletflatsurface．Theenergydissipationisanalyzedandreferencesforsizeselectionand

5、localtransformationofribletstruc—tureisprovided．Resultsshowthatagreaterribletstructurewillleadtosmallerviscousresistanceandlargerpressuredifferenceresistance；however，thepressuredifferenceresistanceofribletstructuremainlydependsonthewindwardsideandhighpressureareanearthejunction

6、．Thebiggestwallshearstressliesinthefrontintervalareaoftheribletstructure，anditishigherthanthatofasmoothsurfacemodelatthesameplace．Insidetheridgestructure，mostwallshearstressislowerthanthatofasmoothsurface．Thesmallerridgestructurewillleadtoasmallerareawherethewallshearstressinsi

7、detheridgestructureissmallerthanthatofthesmoothsurface．Bytheanalysisofvorticityandturbu—lentcharacteristicsinthenearwallregion，thepaperfindsthatthefluidinthebottomofthegrooveisnearlystationary，thesurfacevorticityandturbulenceintensityoftheribletstructurearesmallerthanthatofthes

8、moothsurface，andinthevo~exareawithinthegrooveribletstr