換熱器作為一種高效的熱量交換設(shè)備,在暖通、化工、船舶、冶金等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。因此提高換熱器的換熱效率和減少流體在換熱器中的流動阻力是換熱器研究的兩個亙古不變的話題。目前,針對于換熱器的減阻技術(shù)主要可以分為主動控制減阻技術(shù)和被動控制減阻技術(shù),不需要輸入額外能量的柔性壁減阻技術(shù)受到了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,但現(xiàn)在基于仿生學(xué)而產(chǎn)生的柔性壁減阻大多應(yīng)用于輪船、飛機等外流場流動領(lǐng)域,將柔性壁減阻技術(shù)應(yīng)用到換熱器這種內(nèi)流場問題的研究較少。本文將柔性壁減阻技術(shù)應(yīng)用到內(nèi)流型脈動流中,以三角槽道脈動流作為研究對象,研究了附加柔性壁的小尺度三角槽道（下文統(tǒng)稱柔性小通道）低雷諾數(shù)脈動流阻力特性。為滿足實驗要求,首先設(shè)計了柔性小通道,并通過四水平五因素正交試驗分析獲得脈動參數(shù)和柔性壁參數(shù)對流動阻力特性影響的顯著性;其次,基于雙向流固耦合的方法,通過COMSOL Multiphysics多物理場耦合仿真軟件,數(shù)值模擬了柔性小通道內(nèi)低雷諾數(shù)脈動流的阻力變化規(guī)律及流動機理�；诖�,本文的研究結(jié)果如下:（1）從柔性小通道低雷諾數(shù)脈動流阻力實驗以及四水平五因素正交試驗分析可以得出結(jié)論:在五個設(shè)計因素（脈動流平均雷諾數(shù)... 

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號說明
第一章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 減阻技術(shù)研究概述
    1.3 柔性壁減阻技術(shù)研究現(xiàn)狀
        1.3.1 發(fā)展歷程概述
        1.3.2 實驗研究現(xiàn)狀
        1.3.3 模擬研究現(xiàn)狀
        1.3.4 研究現(xiàn)狀綜合分析
    1.4 本文研究內(nèi)容與論文結(jié)構(gòu)安排
        1.4.1 主要研究目標
        1.4.2 主要研究內(nèi)容
        1.4.3 技術(shù)路線
        1.4.4 結(jié)構(gòu)安排
第二章 脈動流阻力實驗及壁面材料的拉伸試驗
    2.1 阻力測試系統(tǒng)
        2.1.1 脈動流的產(chǎn)生機制及脈動參數(shù)控制
        2.1.2 測試對象
        2.1.3 柔性小通道阻力測量
        2.1.4 數(shù)據(jù)處理方法
        2.1.5 實驗方案
    2.2 柔性壁材料的拉伸試驗
        2.2.1 試驗原理
        2.2.2 啞鈴狀試樣
        2.2.3 試驗儀器
        2.2.4 試驗過程
        2.2.5 試驗結(jié)果
    2.3 小結(jié)
第三章 阻力特性影響因素的顯著性水平分析
    3.1 正交試驗概述
    3.2 正交表
    3.3 四水平五因素正交試驗設(shè)計
        3.3.1 試驗因素及其水平的確定
        3.3.2 正交試驗安排及結(jié)果
    3.4 極差分析
        3.4.1 分析方法
        3.4.2 影響分析
    3.5 單因素分析
    3.6 方差分析
        3.6.1 分析方法
        3.6.2 影響分析
    3.7 小結(jié)
第四章 柔性小通道內(nèi)低雷諾數(shù)脈動流雙向流固耦合數(shù)值實驗
    4.1 流固耦合概述
    4.2 流固耦合數(shù)值模擬
    4.3 模擬結(jié)果及分析
        4.3.1 脈動參數(shù)對流動阻力特性影響及分析
        4.3.2 柔性壁面屬性對流動阻力特性影響及分析
        4.3.3 柔性壁面應(yīng)力、柔性壁面變形量與瞬時脈動流速的關(guān)系
    4.4 阻力因子關(guān)聯(lián)式擬合
    4.5 小結(jié)
第五章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 展望
參考文獻
致謝
作者簡介
    1 作者簡介
    2 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集


【參考文獻】：
期刊論文
[1]板間距對三角槽道脈動流流動阻力的影響[J]. 黃其,斯超,趙創(chuàng)要,鐘英杰.  化工學(xué)報. 2018(12)
[2]聚氨酯-丙烯酸酯柔性壁的減阻性能[J]. 孫衛(wèi)紅,劉波,晏欣.  高分子材料科學(xué)與工程. 2017(09)
[3]仿生功能表面內(nèi)流減阻測試系統(tǒng)的研制[J]. 田麗梅,王養(yǎng)俊,李子源,商延賡.  吉林大學(xué)學(xué)報(工學(xué)版). 2017(04)
[4]基于雙向流固耦合的柔性表面覆蓋層減阻性能[J]. 楊兆臣,張懷新.  上海交通大學(xué)學(xué)報. 2016(08)
[5]Advances of drag-reducing surface technologies in turbulence based on boundary layer control[J]. LUO Yuehao,WANG Liguo,GREEN Lork,SONG Kenan,WANG Liang,SMITH Robert.  Journal of Hydrodynamics. 2015(04)
[6]基于PIV測量的柔性壁減阻試驗[J]. 顧建農(nóng),晏欣,張志宏,趙昕.  艦船科學(xué)技術(shù). 2012(11)
[7]DRAG REDUCTION IN A TURBULENT CHANNEL FLOW WITH HYDROPHOBIC WALL[J]. NOURI Nowrouz Mohammad,SEKHAVAT Setareh,MOFIDI Alireza.  Journal of Hydrodynamics. 2012(03)
[8]High-precision bio-replication of synthetic drag reduction shark skin[J]. ZHANG DeYuan1*, LI YuanYue1, HAN Xin2, LI Xiang1 ＆ CHEN HuaWei1 1 Bionic and Micro/Nano/Bio Manufacturing Technology Research Center, Beihang University, Beijing 100191, China; 2 School of Agricultural and Food Engineering, Shandong University of Technology, Zibo 255049, China.  Chinese Science Bulletin. 2011(09)
[9]聚合物減阻對多相流傳熱的影響研究[J]. 劉磊,郭秋月,郭新鋒,鐘主海,樊輝青,周芳德.  工程熱物理學(xué)報. 2011(03)
[10]柔性管流體輸送紊流減阻的力學(xué)特征[J]. 蔡書鵬,唐川林,張鳳華,楊林.  四川大學(xué)學(xué)報(工程科學(xué)版). 2009(02)

博士論文
[1]超疏水表面的仿生構(gòu)建[D]. 袁志慶.中南大學(xué) 2008

碩士論文
[1]窄通道內(nèi)脈動流阻力特性及轉(zhuǎn)捩特性研究[D]. 張川.哈爾濱工程大學(xué) 2013
[2]流量波動條件下阻力特性實驗研究[D]. 劉廷浩.哈爾濱工程大學(xué) 2008



本文編號：3711718