NUMERICAL SIMULATION STUDY ON BIONIC MUCUS DRAG REDUCTION OF UNDERWATER VEHICLE

阻力 魏森伯格数 机械 阻力系数 边界层 湍流 寄生阻力 还原(数学) 粘液 材料科学 流动分离 雷诺数 粘度 物理 流量(数学) 复合材料 数学 地质学 几何学 古生物学
作者
Kaisheng Zhang,Chao Ma,Baocheng Zhang,Bo Zhao,Qiang Wang
出处
期刊:International journal of fluid mechanics research 卷期号:47 (4): 371-385 被引量:1
标识
DOI:10.1615/interjfluidmechres.2020034583
摘要

The surface characteristics of fish have excellent drag reduction capabilities. Compared with scales, the mucus secreted by the fish body surface has even better results. In this paper, the FENE-P constitutive model and the mixture multiphase flow model are used to simulate the drag reduction effect of the underwater vehicle secreting mucus (viscoelastic fluid) to form a mucous membrane on the outer surface from the perspective of bionics. The simulation results show that the drag reduction rate of the mucous membrane can reach about 17%. The increase in the thickness of the boundary layer caused by the mucus and the backward movement of the separation point are the main reasons for the decrease in resistance. The turbulence statistics of the boundary layer of the aircraft and the Reynolds stress are also compared, and the influence of the parameter change on the drag coefficient is obtained. The maximum drag reduction rate occurs when the viscosity ratio is 0.8, the maximum molecular stretch length is 80, and the Weissenberg number is 20, which provides a new method for drag reduction of underwater vehicles.
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