Hierarchical nested riblet surface for higher drag reduction in turbulent boundary layer

物理 边界层 阻力 湍流 还原(数学) 机械 流动分离 边界(拓扑) 曲面(拓扑) 几何学 数学分析 数学
作者
Zhaoyang Ou,ZiDan Zhou,Wenyuan Zhou,Daoyuan Wang,Kun Zhang,Zeyu Kong,Yalin Tang,Yang He,Weizheng Yuan
出处
期刊:Physics of Fluids [American Institute of Physics]
卷期号:36 (10) 被引量:7
标识
DOI:10.1063/5.0230521
摘要

Riblets can be potentially employed to passively reduce the turbulent friction drag. However, the drag reduction performance of riblets does not currently meet expectations, which could assist in emission reduction and energy conservation in green transportation. This study proposes and validates a topological form of hierarchical nested riblets (HNR) that significantly enhances the drag reduction performance. To explore the drag reduction enhancement mechanism, direct numerical simulations are performed for flow simulation on the riblet surface under different Reynolds numbers. The results show that under the riblet dimensionless spacing of the riblet s+≈21, the drag reduction performance of the HNR surface improves by about 70% compared to that of the uniform riblet surface, which is inspired by shark skin. From the perspective of turbulence statistics, the HNR surface reduces the turbulent mixing near the wall, weakening the momentum transfer. Furthermore, the transient flow field shows that the secondary riblet in HNR prevents some turbulent flow and streamwise vortices from entering the groove, considerably weakening the dispersive stress induced by the secondary flow. Moreover, owing to the influence of the secondary riblet, small-scale turbulence develops and strengthens into large-scale turbulent motion, which is advantageous to the boundary layer flow and results in drag reduction improvement.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
更新
PDF的下载单位、IP信息已删除 (2025-6-4)

科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
科目三应助fplh33采纳,获得10
刚刚
少年发布了新的文献求助10
刚刚
ChenYifei发布了新的文献求助10
1秒前
想毕业的猫猫完成签到,获得积分10
2秒前
牛牛完成签到,获得积分10
2秒前
红绿蓝完成签到 ,获得积分10
2秒前
3秒前
青山发布了新的文献求助10
3秒前
kk完成签到,获得积分10
3秒前
3秒前
wmf完成签到 ,获得积分10
4秒前
4秒前
xiuxue424完成签到,获得积分10
4秒前
4秒前
rr完成签到,获得积分10
4秒前
5秒前
5秒前
深情安青应助赵yy采纳,获得10
5秒前
Xwu完成签到,获得积分10
5秒前
sheila完成签到,获得积分10
5秒前
易水完成签到 ,获得积分10
5秒前
青木聪聪完成签到,获得积分10
5秒前
铜锣烧完成签到 ,获得积分10
6秒前
木头人完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
善学以致用应助LYL采纳,获得10
6秒前
goufufu完成签到,获得积分10
6秒前
6秒前
7秒前
傻瓜发布了新的文献求助10
7秒前
8秒前
xierwalasi发布了新的文献求助10
8秒前
火域冥发布了新的文献求助10
8秒前
晓先森完成签到,获得积分10
8秒前
8秒前
Nathan发布了新的文献求助10
9秒前
张佳军完成签到,获得积分10
9秒前
JJY完成签到 ,获得积分10
9秒前
yang204完成签到,获得积分10
9秒前
鸡毛发布了新的文献求助10
10秒前
高分求助中
晶体学对称群—如何读懂和应用国际晶体学表 1500
Problem based learning 1000
Constitutional and Administrative Law 1000
Microbially Influenced Corrosion of Materials 500
Die Fliegen der Palaearktischen Region. Familie 64 g: Larvaevorinae (Tachininae). 1975 500
Numerical controlled progressive forming as dieless forming 400
Rural Geographies People, Place and the Countryside 400
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 工程类 有机化学 生物化学 物理 纳米技术 计算机科学 内科学 化学工程 复合材料 物理化学 基因 遗传学 催化作用 冶金 量子力学 光电子学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 5388179
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 4510159
关于积分的说明 14034562
捐赠科研通 4421062
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2428561
邀请新用户注册赠送积分活动 1421212
关于科研通互助平台的介绍 1400459