仿生非光滑表面减阻性能研究
文档名：仿生非光滑表面减阻性能研究
摘要：在天然气的长距离管道输送过程中,减少运输中产生的沿程阻力非常重要.为了减少管道输送中的沿程阻力,提高管道的运输效率,通过学习自然环境下昆虫等生物进化得到的自然筛选,并将仿生学应用到减阻方面变得尤为重要.研究非光滑壁面管道摩擦阻力的特性,建立仿生凹坑理论模型,并采用RNGk-ε模型对流动进行分析,同时结合仿生学基础和流体力学知识,利用Catia进行三维建模,利用Ansys等软件进行数值模拟,通过研究、对比凹坑型、凸起型以及不同深度情况下,分析流体在管道内的流动情况,并通过对比管道内湍流强度和压力,可以进一步得出不同模型的减阻效率.研究发现,相较于凸起和平面结构,凹坑结构的减阻效率更高,凹坑结构内部产生堆成结构涡流是凹坑结构可以减阻的重要原因.
Abstract：Intheprocessoflong-distancepipelinetransportationofnaturalgas,itisveryimportanttoreducethefrictionalresistancegeneratedduringtransportation.Inordertoreducetheresistancealongthepipelinetransportationandincreasethetransportationefficiencyofthepipeline,itisparticularlyimportanttolearnthenaturalscreeningobtainedfromtheevolutionofinsectsandotherorganismsinthenaturalenvironmentandapplybionicstodragreduction.Inthispaper,thecharacteristicsoffrictionresistanceofnonsmoothwallpipeswasstudied,abioniccratertheoreticalmodelwasestablishedwithRNGk-ε.Theflowwasanalyzedbythemodel.Atthesametime,combiningthebionicsfoundationandfluidmechanicsknowledge,Catiawasusedforthree-dimensionalmodeling,andAnsysandothersoftwarewereusedfornumericalsimulation.Bystudyingandcomparingtheflowoffluidinthepipeundertheconditionsofconcave,convexanddifferentdepths,thedragreductionefficiencyofdifferentmodelswasfurtherobtainedbycomparingtheturbulenceintensityandpressureinthepipe.Itwasfoundthatthedragreductionefficiencyofthepitstructurewashigherthanthatoftheconvexandplanestructures,andthestackingstructurevortexinthepitstructurewasanimportantreasonforthedragreductionofthepitstructure.
作者：吴畏 王国付 周志强 关丽 Author：WUWei WANGGuofu ZHOUZhiqiang GUANLi
作者单位：辽宁石油化工大学,辽宁抚顺113005中国石油天然气管道工程有限公司沈阳分公司,辽宁沈阳110031
刊名：当代化工 ISTIC
Journal：ContemporaryChemicalIndustry
年，卷(期)：2024, 53(4)
分类号：TQ201
关键词：凹坑减阻仿生学数值模拟长距离管道输送
Keywords：PitdragreductionBionicsNumericalsimulationLongdistancepipelinetransportation
机标分类号：TH137.51TG115TB17
在线出版日期：2024年5月17日
基金项目：辽宁省自然科学基金计划项目，辽宁省高等学校创新人才支持计划仿生非光滑表面减阻性能研究[
期刊论文]当代化工--2024, 53(4)吴畏王国付周志强关丽在天然气的长距离管道输送过程中,减少运输中产生的沿程阻力非常重要.为了减少管道输送中的沿程阻力,提高管道的运输效率,通过学习自然环境下昆虫等生物进化得到的自然筛选,并将仿生学应用到减阻方面变得尤为重要.研究非...参考文献和引证文献
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