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1、第30卷第2期大连海洋大学学报Vol.30No.22015年4月JOURNALOFDALIANOCEANUNIVERSITYApr.2015DOI:10.3969/J.ISSN.2095-1388.2015.02.024文章编号:2095-1388(2015)02-0237-06网板周围流态的可视化研究进展1、21、31、311庄鑫,邢彬彬,许传才,李超,罗振博111、3马丁一,齐雨琨,张国胜(1郾大连海洋大学海洋科技与环境学院,辽宁大连116023;2郾东京海洋大学海洋科学部,东京108-0075;3郾大连海洋大学辽宁省海洋牧场工程技术研究中心,
2、辽宁大连116023)摘要:对网板的研究目前主要集中于网板流体力学方面,而对网板周围流态的研究甚少。实现网板周围流态的可视化,不仅有利于为网板的性能优化提供借鉴,也可为计算机数值模拟结果进行验证。本研究中,综合采用线条法和氢气泡发生法对3种不同类型网板可视化的相关研究,分析了矩形平面网板、立体曲面网板和双翼型网板模型周围水流的流态分布,解析了流态分布与网板升力特性的关系,并对中国在网板研究中所存在的问题和今后的可实施性发展提出一些建议。关键词:网板可视化;线条法;氢气泡发生法;流态分布;升力特性中图分类号:S972摇摇摇摇文献标志码:A摇摇目前,世
3、界范围内使用着各式各样的网板,如分布情况。本研究中,结合网板可视化分析的相关由矩形平面网板演变而来的矩形平面V型网板、研究,综述了矩形平面网板、立体曲面网板和双翼椭圆型网板、圆型网板等,以及由弯曲板演变而来型网板模型周围水流的流态分布,并解析了流态分的Suberkrub网板、立式曲面网板、立式曲面V型布与网板升力特性的关系,以期为中国拖网网板的[1-16]网板、双翼型网板等。关于网板的研究,国内性能分析提供参考。外学者主要集中在网板的流体力学性能方面,仅见1摇矩形平面网板国外学者利用可视化研究网板周围流态分布与网板升阻力特性的关系,中国到现阶段为止
4、对网板周围1郾1摇升阻力系数与冲角的关系流态可视化的研究仍属空白。使网板周围流态呈现展弦比为0郾5的矩形平面网板,其升阻力特性可视化,并掌握其流态变化规律,不仅容易了解网如图1-A所示。当冲角小于40毅时,升力系数随冲板流体力特性变化的原因,也为网板的改进提供一角的增加而增大;当冲角大于30毅后,升力系数的种直观的手段。随着高速计算机的发展,计算流体增加幅度减缓;当冲角为40毅时,升力系数达到最动力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)研大(1郾24),之后随着冲角的持续增加,升力系数究得到了飞速发展,利用CFD数值模拟
5、“虚拟流呈下降趋势,而阻力系数则增大;当冲角为45毅场冶的技术也日渐成熟,使网板周围流态呈现可时,阻力系数到达一个极大值,而后减少;当冲角[17]视化,为CFD数值模拟的结果提供验证。[2]大于50毅后,阻力系数再次呈增长趋势。网板周围流态的可视化分析研究,通常采用线条法和氢气泡发生法[18-22]。所谓线条法又称为流1郾2摇线条法线法,是指将放入气流或水流中的线条一端固定利用线条法,观测矩形平面网板内侧和背侧的后,根据自由一端所呈现的姿势来判断流的方向。线条分别在冲角为20毅和40毅时的摆动情况(图2,而氢气泡发生法是指在水流中插入正负电极,通电
6、水流流向:左寅右),即内侧和背侧周围水流的流后水被电解并产生可见氢气泡,通过氢气泡随水流态分布。根据内侧线条的摆动情况,当冲角为20毅流动时遇到物体后流态发生的改变进而判断流态的或40毅时,中心部附近的线条均比较整齐,但上下摇收稿日期:2014-10-29摇基金项目:公益性行业(农业)科研专项经费项目(201203018)摇作者简介:庄鑫(1988—),男,硕士研究生。E-mail:zhuangxin19880201@163郾com摇通信作者:张国胜(1960—),男,博士,教授。E-mail:hyx-zhang@dlou郾edu郾cn238大连海
7、洋大学学报摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇第30卷两端的线条均出现由内侧向背侧运动的现象,而且的内背压差比后缘部大;另外,冲角为20毅时对应前缘部线条的摆动幅度比后缘部明显,说明在网板线条的摆动幅度大于冲角为40毅时的摆动幅度,说内侧和背侧之间存在一股迂回流,方向由内侧流向明在冲角为20毅~40毅的变化过程中,迂回流强度背侧,即网板内侧压力大于外侧压力,并且前缘部减弱,内侧压力降低,背侧压力升高。[2-4]图1摇3种类型网板的实物图及其升阻力系数与冲角的关系Fig郾1摇Threekindsofotterboardandlift,dragcoefficien
8、tofflatplate,verticalcamberedplate,biplane-typeotter[2-4]boar
