仿生非光滑表面纺杯减阻性能的数值模拟

摘要

基于仿生微小非光滑表面具有减黏降阻特性的基本思想,将高速纺杯表面布置不同形状和尺寸的非光滑沟槽.采用RNG k-ε模型对其三维流场进行模拟,分别计算光滑纺杯与非光滑纺杯壁面阻力系数.对比二者壁面剪应力大小与周围速度流场可知,将微小非光滑仿生沟槽表面布置于高速纺杯表面,可降低纺杯在纺纱器内高速气流对壁面的空气阻力,从而降低转杯纺纱机的动力消耗,并且沟槽形状和深度均对纺杯壁面阻力产生不同影响.与光滑纺杯相比,三角形、半圆形、矩形3种沟槽纺杯最大减阻率分别为1.271%、1.261%和1.385%.