仿生鲨鱼皮滚压成型表面减阻数值模拟研究

摘要

通过绕丝和滚压成型工艺在聚合物薄膜上压印出U形沟槽,滚压过程中钢丝的直径和滚压成型工艺决定了沟槽的尺寸和形状。在实际成型效果的基础上,对微沟槽表面进行减阻数值模拟,研究了三维不可压缩湍流流动条件下不同尺寸和形状的微沟槽对减阻特性的影响,研究表明在微沟槽尺寸足够小时微沟槽表面才会表现出湍流减阻的特性。当沟槽直径是0.02 mm时,减阻率最高可达10%。为了进一步研究外界干扰对微沟槽面减阻特性的影响,通过加涡流发生器产生扰流的方法可以更直观的表现涡结构对减阻效果的影响,研究表明在产生扰流的情况下,微沟槽面的减阻效果更加明显。