量旋转体的阻力。对比有氢气泡时旋转体的阻力与无氢气泡时旋转体的阻力发现氢气泡的存在对旋转体的阻力有所减少。Madavan 做的有关微气泡减阻试验[2]中的试验结果显示微气泡可使摩擦阻力减少至 80%,这在流体力学中是非常卓越的减阻效果。试验过程中,Madavan 还发现气泡体积浓度、孔径等对减阻影响较大。微气泡大量集中在湍流边界层中是导致阻力减少和湍流改善的原因,孔径为 1~3 µm 的多孔平板减阻效果最佳,50~100 µm 时阻力不会减少。图 1-1 为有氢气泡和无氢气泡情况下的旋转体阻力对比Р2Р图 1-1 有氢气泡和无氢气泡情况下的旋转体阻力对比РMerkle 和 Deutsch 在其有关在边界层喷气减阻[3]的研究中指出,气泡的大小对减阻效果是有影响。气泡的直径影响气泡运动的路径,因此,不同孔径大小的气泡在边界层上的数量和分布都可能是不一样的。РLotorre、Miller 以及 Phillips 共同成立了有关微气泡减阻的研究和应用的项目[4],为期两年(1999-2000)。他们以设计航速为 40-60 kn 的高速船为研究对象,进行微气泡减阻的船模试验。船模试验结果显示微气泡减阻技术可减阻 5%-15%;Foeth、Eggers 以及 Hourt 于 2009 年在实船上进行了气泡减阻的阻力试验[5],仅能获得 1%-2%的减阻效果。Р尽量微气泡减阻的确切机理还不十分明确,但普遍认为以下参数对微气泡减阻效果有影响:气泡与紊流间的相互作用,气泡变形、破裂及合并,气泡对Р浓度影响,气泡对粘度的影响等。Р根据大量前人的研究,微气泡减阻的水动力机制基本可分为两种解释: 解释一:阻力的减少是由于输运项(水)和离散项(空气)的材料特性,Р即密度比效应--两项间的密度比相当大,导致混合粘度的增大,离散项使得湍流的动量转移减少,减小了壁面剪切应力从而最终达到减阻的效果。Р3
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