船舶微氣泡減阻機(jī)理研究.pdf

1、船舶減阻技術(shù)可以顯著降低船舶燃料消耗,降低船舶氣體的排放量,提高船舶航速,提高船舶的續(xù)航力,因而具有重要的經(jīng)濟(jì)、軍事價(jià)值,因此一直以來(lái)都是國(guó)內(nèi)外船舶工程、水動(dòng)力學(xué)和軍事科技等領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。近年來(lái)隨著全球范圍內(nèi)對(duì)節(jié)能減排問(wèn)題的關(guān)注,特別是哥本哈根會(huì)議召開之后,使得人們更加關(guān)注低碳生活。目前的船舶排放高環(huán)保指標(biāo),可能對(duì)現(xiàn)行的船舶設(shè)計(jì)提出嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。
　　 微氣泡減阻技術(shù),即向船舶底部注入微氣泡,利用水和氣體的密度、粘度的差別,

2、改變邊界層的流動(dòng)形式,從而明顯地降低船舶的摩擦阻力,已有許多的模型試驗(yàn)和實(shí)船試驗(yàn)證明了這種方法的有效性,因此,這種技術(shù)被認(rèn)為具有廣闊的發(fā)展前景。特別是對(duì)于肥大型低速船舶而言,其船體表面的摩擦阻力大概占據(jù)了總阻力的80％,因此,降低其摩擦阻力是非常重要的。
　　 本文中使用數(shù)值模擬軟件FLUENT,基于氣液兩相流理論,計(jì)算出平板模型在注入微氣泡情況下的摩擦阻力及流動(dòng)情況。在基本的假設(shè)條件下,改變微氣泡入口速度、微氣泡入口濃度,得出

3、平板分段上的摩擦阻力、沿程的摩擦阻力系數(shù),通過(guò)對(duì)比分析得出的結(jié)果,給出這兩個(gè)參數(shù)對(duì)微氣泡在湍流邊界層內(nèi)分布情況的影響,以及對(duì)微氣泡減阻效率的影響關(guān)系。在分析平板模型的基礎(chǔ)之上,討論微氣泡入口速度、微氣泡直徑大小對(duì)船模模型的減阻效率的影響。最后得出了如下的結(jié)論:在一定范圍內(nèi),增大微氣泡入口速度、微氣泡入口濃度、微氣泡直徑大小時(shí),都是因?yàn)樵龃罅司植康奈馀蒹w積分?jǐn)?shù),才導(dǎo)致局部的摩擦阻力的減小,減阻效率的增大。微氣泡層的厚度比較薄,一般都在十