利用微气泡注入法减少航行体摩擦阻力的基础研究

摘要

该文主要目的在于通过理论分析的手段探讨利用微气泡注入法改变边界层内部结构,减少摩擦阻力.首先以两相流和边界层理论为基础,通过理论分析和推导,建立起影响微气泡减阻的一个重要因素的计算模型,即空隙率α的分布;然后基于空隙率α的分布,以传统的两相流控制方程和气泡运动方程为基础,得到一个微气泡减阻的物理模型;最后通过对此模型的实例分析和计算,验证了微气泡在湍流边界层中减少摩擦阻力的成效.该文较为全面、系统的介绍了微气泡在湍流边界层中的运动及其对减阻产生的影响.所建立的物理模型因其简单实用,对于开展进一步的研究及其实际应用具有指导意义,并为更加完善、复杂的微气泡减少摩擦阻力的物理模型的建立奠定了良好的基础.

目录

文摘

英文文摘

第一章 绪论

第一节 前言

第二节 国内外学者对微气泡减阻的研究成果及现状

第三节 本文研究的主要内容

第二章 微气泡减阻方法的基本理论

第一节 微气泡减阻的理论分析

1、阻力的形成

2、减阻的发展历史

3、微气泡注入法减少潜体摩擦阻力

第二节 气液两相流动的基本方程

1、流动变量的定义

2、基本方程

3、简化模型

第三章 微气泡减阻理论模型的分析与构想

第一节 边界层理论的基本概念

1、速度边界层的概念

2、速度边界层内流体的流动状态

3、混合长度理论(零方程模式)

第二节 空隙率α的计算

1、空隙率α的定义

2、空隙率α分布的计算

第三节 微气泡减阻理论模型的建立与分析

1、问题的提出

2、建立模型

3、控制方程及预处理

4、理论模型的分析与研究

第四章 计算实例及结果讨论

第一节 空隙率α的计算及其图形表示

1、空隙率α的实例计算前准备

2、空隙率α的实例计算结果

3、空隙率α的曲线表示及其讨论

4、与国外学者对空隙率α的计算和实验研究的分析与对比

第二节 微气泡对摩擦阻力的减少计算

1、气泡减阻的表现形式

2、微气泡减阻的实例计算

第五章 结论

参考文献

致谢