[發明專利]評估仿生非光滑表面減阻效果的試驗裝置及方法

有效

• 申請號: 201410027018.0
• 申請日: 2014-01-21
• 公開（公告）號: CN103743541A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 趙剛;李芳;劉維新;孫壯志;畢紅時;王晶晶;臧東陽;杜軍偉
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及的是一種試驗裝置及試驗方法，具體地說是用于測試流體對不同結構表面摩擦阻力的試驗裝置及試驗方法。

背景技術

目前，國內外相關學者對流體與固體界面之間的運動減阻問題進行了廣泛深入的理論探索及應用研究，并成功的在多方面取得了較為顯著的進展，其研究方法主要從理論分析、數值模擬、模型試驗等方面進行研究，最后通過比較試驗裝置中測試樣件的減阻性能并得出所需結論，進而再投入到工程實際應用中。無論是理論分析，還是數值計算，都以模型試驗獲得的數據精度最高，更接近于實際，因此理論分析，數據模擬等最終也都需要試驗的檢驗和驗證。試驗方法作為研究流體減阻的重要手段，對推進流體減阻理論的發展起到了非常重要的作用，流體力學新現象和新理論的提出，一般需要對流體進行大量測試試驗。仿生非光滑表面能夠減小流體與固體之間的摩擦阻力，減阻效果明顯，是一種新的減阻技術，為了對其進行深入的機理分析，亟需進行大量的科學實驗。傳統的減阻試驗研究大多在水洞、水槽或水池拖曳等環境中進行，但是，由于其造價昂貴、耗資巨大、體積龐大、日常維護困難、噪聲大、試驗條件不易控制、試驗模型復雜，在試驗條件的各個方面都具有一定的局限性，因此，研究設計一臺成本低廉、結構簡單、試驗方便的評估仿生非光滑表面減阻效果的試驗裝置顯得尤為重要。

目前，非光滑表面和射流表面的減阻測試裝置多集中在旋轉射流測試方法，消耗了更多的湍動能。如專利號為：201110089369.0，名稱為“評估仿生非光滑表面及仿生射流表面減阻效果的試驗裝置”和專利號為：201120070969.8，名稱為“一種對摩擦阻力測試的試驗裝置”。

發明內容

本發明的目的在于提供能夠用于測試流體對不同結構表面摩擦阻力的評估仿生非光滑表面減阻效果的試驗裝置及方法。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明評估仿生非光滑表面減阻效果的試驗裝置，其特征是：包括水箱、泵、測試管道、壓差計，水箱里充有液體，水箱通過第一管路連通泵，泵通過第二管路連通測試管道的入口，測試管道的出口通過第三管路連通水箱，測試管道里設置槽道，測試管道的下壁設置槽道蓋板，槽道蓋板上沿測試管道內流體流動方向設置兩個測壓孔，壓差計連接兩個測壓孔。

本發明評估仿生非光滑表面減阻效果的試驗裝置還可以包括：

1、第二管路上引出第四管路，第四管路連通水箱，第二管路上安裝調速閥、流量計、壓力表，第四管路上安裝溢流閥。

2、所述的測試管道為矩形，測試管道的入口處安裝測試槽道入口聯接管，測試管道的出口處安裝測試槽道出口聯接管。

本發明評估仿生非光滑表面減阻效果的試驗方法，其特征是：采用如下試驗裝置：包括水箱、泵、測試管道、壓差計，水箱里充有液體，水箱通過第一管路連通泵，泵通過第二管路連通測試管道的入口，測試管道的出口通過第三管路連通水箱，測試管道里設置槽道，測試管道的下壁設置槽道蓋板，槽道蓋板上沿測試管道內流體流動方向設置兩個測壓孔，壓差計連接兩個測壓孔；

第二管路上引出第四管路，第四管路連通水箱，第二管路上安裝調速閥、流量計、壓力表，第四管路上安裝溢流閥；

（1）啟動泵，通過調節溢流閥來調節泵的出口壓力，通過調速閥來調節測試管道內的流體速度即主流速度，同時記錄壓差計測得的壓力差p_s；

（2）在測試管道內壁面鋪覆需要測量的仿生非光滑表面薄膜或加工出仿生非光滑表面形狀，調節流量計使得測試管道的入口速度與步驟（1）的入口速度相等，同時記錄壓差計的壓力差p_n；

（3）仿生非光滑表面的減阻效果用減阻率DR來表示，則：

DR=100%×ps-pnps.]]>