[實用新型]一種減阻肋條結構

有效

• 申請號: 201821307872.2
• 申請日: 2018-08-14
• 公開（公告）號: CN208619464U
• 公開（公告）日: 2019-03-19
• 發明（設計）人: 張明明;張子良
• 申請（專利權）人: 中國科學院工程熱物理研究所
• 主分類號: F15D1/06
• 分類號: F15D1/06
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本實用新型公開了一種減阻肋條結構，其創新之處在于克服了傳統肋條減阻效率不高的缺點，通過將傳統肋條尖峰附近的局部增阻區表面加工成帶微小翅片的超疏水表面，可在傳統肋條減阻的基礎上增加超疏水減阻的效果，最終增強肋條的整體減阻效果，該實用新型可減少流體機械工作時的表面摩擦阻力，具有廣泛的應用前景。

技術領域

本實用新型涉及一種減阻肋條，通過將其應用于各類流體機械表面，進而改變邊界層的流動，達到減少摩擦阻力的目的，本實用新型的超疏水減阻肋條結構可廣泛應用于航空、航天、航海、管道內流以及地面交通等多種技術領域。

背景技術

降低流體機械表面的摩擦阻力，一直是流體力學領域研究的熱點。為此，科研人員嘗試了大量的減阻方法，如肋條減阻、聚合物添加劑減阻、壁面振動減阻等，其中，肋條減阻技術以其結構簡單、實用性強等優點獲得了大量的關注。現有的減阻肋條包括多種結構形式，如三角形肋條、梯形肋條、刃形肋條、刃形肋條、半圓形肋條等，其中三角形肋條、梯形肋條是最常研究的傳統肋條(如圖1所示，其中s為相鄰肋條間距，h為肋條高度，α為肋條尖峰角度)。現有技術中認為具有減阻效應的肋條必須具有銳利的峰脊且間距與低速條帶間距存在某種關系，即當h⁺≤25和s⁺≤30υ是運動粘度，u_τ是摩擦速度，τ_w是壁面剪切應力，ρ為流體介質密度，上標“+”表示以壁面單位無量綱化的參數)時具有減阻特性。

傳統肋條減阻效果不明顯是制約肋條減阻技術進一步發展的主要因素。對刃形肋條、三角形肋條和梯形肋條的減阻效果進行實驗研究發現，刃形肋條具有最高的減阻效率，可減阻9.9％，梯形肋條減阻效率次之，可達8.2％，三角形肋條減阻效果只有5.1％。如果應用到實際工程中，由于環境的影響，肋條的減阻效果會進一步下降。因而現有技術中還出現了將三角形肋條和刃形肋條相互結合的新型減阻肋條，如中國專利CN201410061037.5(劉志豐等)，其通過在三角截面肋尖處增加一段刀刃肋條(如圖2所示)，將肋條結構順流向布置在流體機械表面，大大增強了減阻效果。但是上述專利并沒有考慮到肋條表面不同位置的局部摩擦阻力分布和流場分布并不均勻這一問題，而追求將整個肋條表面制作成疏水表面，導致該肋條結構并不能達到最大的綜合減阻效果。

實用新型內容

針對現有技術的上述缺點和不足，考慮到實用新型肋條表面不同位置的局部摩擦阻力分布和流場分布并不均勻，將整個肋條表面全部制作成疏水表面并不能達到最大的綜合減阻效果這一技術問題，本實用新型旨在提供一種減阻肋條結構，通過對肋條表面的局部增阻區和局部減阻區進行不同的結構安排，將局部增阻區加工成帶翅片的超疏水表面，局部減阻區保留原表面形狀，從而進一步增強肋條的整體減阻效果。實用新型

本實用新型為解決其技術問題所采用的技術方案為：

一種減阻肋條結構，包括流體壁面基礎以及順流向布置在所述流體壁面基礎上的多個主肋，所述主肋的無量綱高度h⁺≤25，相鄰兩主肋之間的無量綱間距s⁺≤30，其中，h為主肋高度，s為相鄰兩主肋之間的間距，υ是流體介質的運動粘度，u_τ是流體介質的摩擦速度，τ_w是壁面剪切應力，ρ為流體介質的密度，

其特征在于，

所述主肋沿高度方向劃分為局部增阻區和局部減阻區，所述局部增阻區位于所述局部減阻區的上方，所述局部增阻區靠近所述主肋的肋條尖峰，所述局部減阻區靠近所述主肋的肋條底部，且所述局部增阻區的高度為L₁，所述局部減阻區的高度為L₂，其中，L₁+L₂＝h，且L₁/h＜0.5，