基于流場中的運(yùn)動(dòng)體表面壓電振動(dòng)減阻研究.pdf

1、無論是在水中還是在空氣中運(yùn)動(dòng)的物體，都會(huì)受到來自流體繞流所產(chǎn)生的阻力。物體繞流時(shí)的阻力主要由摩擦阻力和壓差阻力兩部分組成，對(duì)于艦船這種接近于流線型的物體來說，它受到的摩擦阻力占主要部分。通過一定的方法減小流場中運(yùn)動(dòng)體受到的阻力，不僅可以節(jié)約能源，同時(shí)還可以提高它們的機(jī)動(dòng)性。因而對(duì)于流場中運(yùn)動(dòng)體的減阻研究就顯得十分有意義。
　　本文結(jié)合壓電理論、振動(dòng)理論、流體力學(xué)以及計(jì)算流體力學(xué)等相關(guān)知識(shí)，對(duì)類似船體的幾種運(yùn)動(dòng)體模型進(jìn)行了振動(dòng)作用下

2、阻力變化的分析。
　　首先本文介紹了流體力學(xué)中關(guān)于邊界層的相關(guān)理論和方程，比較了層流邊界層和湍流邊界層的摩擦阻力系數(shù)，并分析了高頻微振動(dòng)的減阻原理。
　　其次根據(jù)壓電理論和振動(dòng)理論的相關(guān)知識(shí)，設(shè)計(jì)了壓電振子來實(shí)現(xiàn)所需的壁面振動(dòng)，并通過有限元軟件對(duì)其進(jìn)行了模態(tài)分析和瞬態(tài)分析，獲得了壁面的變形規(guī)律和振動(dòng)參數(shù)，在此基礎(chǔ)上，編寫了程序?qū)⒈诿嬲駝?dòng)規(guī)律以邊界條件的形式寫入到流場分析軟件中，設(shè)置了動(dòng)網(wǎng)格，實(shí)現(xiàn)了仿真上的單向流固電耦合。

3、r>　　本文對(duì)五種不同流速、三種不同頂角角度下，模型在有無振動(dòng)作用下受到的總阻力和摩擦阻力的變化情況進(jìn)行了對(duì)比仿真分析。計(jì)算了相應(yīng)模型的減阻率情況，并對(duì)不同頂角角度模型下的阻力變化的原因進(jìn)行了分析。選取減阻效果較明顯的頂角為10的模型，又進(jìn)一步分析了振幅和相位對(duì)其阻力變化的影響，并分析了阻力變化的原因。
　　最后，實(shí)驗(yàn)部分，制作了運(yùn)動(dòng)體實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?，并粘貼壓電陶瓷，制作了壓電振子。首先使用了激光測振儀對(duì)壓電振子的振動(dòng)情況進(jìn)行了測量，驗(yàn)