水力振荡器激励力形式对减阻效率的影响分析

现有研究对水力振荡器的激励力形式研究较少。考虑摩擦力的非线性效应,引入初始条件、边界条件和连续性条件,建立了带水力振荡器的钻柱动力学模型,利用有限差分法进行求解。以减阻效率作为目标函数,考虑钻柱失效和水力损失等约束,对减阻因素进行参数优化。研究结果表明:振幅和频率的增加均可有效降低摩擦力,提高减阻效率;在激励能量相同的条件下,大振幅和高频率下的激励力形式,即脉冲式激励力,更有利于提高减阻效率,3种因素的影响排序为激励力形式>振幅>频率。建议采用激励力形式2,即振幅45 kN,频率22.5 Hz。研究结果可为带水力振荡器钻柱的安全控制和优化设计提供一定的指导。

分段吹气高层建筑的减阻性能数值研究

为减小高层建筑的风致阻力,改善结构的抗风性能,本文采用CFD方法研究了分段吹气高层建筑模型的风荷载减阻性能,分析了侧风面和竖向开孔位置、吹气孔高度hi和吹气速度Vci等参数对减阻性能的影响。结果表明:孔洞位于离侧风面前缘3%宽度时模型的减阻性能优于其它侧风面开孔方案;分段吹气模型的最佳竖向开孔位置发生在0.425m高度处;保持Vci不变时,增加hi使得模型顺风向的阻力折减系数和基底弯矩折减系数增大,且风压减阻效率随hi的增加而减小并逐渐趋近于1.0;当吹气流量或顺风向吹气动量不变时,分段吹气模型的风压减阻效率均不如全高吹气模型。基于最大减阻效率和最小吹气功率比较了分段和全高吹气模型的减阻性能,发现后者的减阻性能优于前者,然而对于某些考虑局部风压的折减,我们可在高层建筑中上部设置吹气装置来改善其局部风压特性。最后,拟合了减阻效率(ηDR和ηMR)关于吹气孔中心高度、hi和Vci的经验公式,为分段吹气控制的应用提供参考。

减阻剂的研制及应用

该文简要介绍了减阻剂的分类,减阻原因和目前国内外减阻剂的研制、应用及发展情况。

环境温度对底排效应的影响

环境温度对底排效率具有显著影响 ,文中采用热主流风洞实验方法研究了这种影响 .实验结果表明 :随着来流温度的升高 ,底排减阻率下降 ,二者呈非线性关系 ;M数对底排减阻率的温度效应影响较大 ,M =2 2时出现峰值 ,而排气率对其影响可以忽略 .用实验结果计算环境温度对底排弹射程影响与射击实验结果一致 。

纵向沟槽面超声速阻力特性大涡模拟

针对超声速壁面边界层流动问题,提出一种基于纵向梯形沟槽薄膜的减阻方法。利用基于有限差分的程序对纵向梯形沟槽壁面超声速流场进行数值模拟,对于湍流的模拟采用大涡模拟(LES)方法。通过对比超声速平面壁面流动结构与超声速梯形沟槽壁面边界层流动结构特征的区别,分析减阻特性,并给出了来流Mach数对给定沟槽壁面减阻效率的影响情况。结果表明,超声速流动情况下,对于一种特定构型的纵向梯形沟槽面,存在一个具有良好减阻效率的来流Mach数区间,通过分析湍流边界层流场结构特征,总结出该梯形沟槽面的减阻规律。特别地,当来流Mach数M=2.0时,该梯形沟槽能够产生2.18%的最大减阻效率。