利用 3D 打印异形蜂窝实现管流的再层流化
流体动力学
2018-09-21 v1
摘要
基于一种新颖的控制方案——通过对流向速度分布的稳态修正使初始完全湍流的管流完全再层流化——我们研究了定制形状蜂窝对此类控制的可行性与效用。定制形状蜂窝被用作 stationary 流动管理装置，其产生特定的流向速度分布修正。采用立体粒子图像测速与压降测量来研究并捕捉这些装置下游再层流化流动的发展。我们将直蜂窝（沿管半径长度恒定）与定制形状蜂窝（沿管半径长度可变）的性能进行比较。尝试寻找以最小压损实现最大再层流化的最优形状。发现实现完全再层流化的最大可达雷诺数约为 10.000。因此装置下游的摩擦阻力相应降低近 5 倍。盈亏平衡点——即装置引起的附加压降被再层流化带来的节省所抵消并获得净收益——对应于低至约 100 倍管径的层流下游距离。
引用
@article{arxiv.1809.07625,
title = {Relaminarization of pipe flow by means of 3d-printed shaped honeycombs},
author = {Jakob Kühnen and Davide Scarselli and Björn Hof},
journal= {arXiv preprint arXiv:1809.07625},
year = {2018}
}