科技成果——仿生超疏水表面超空泡减阻方法

科技成果——仿生超疏水表面空泡减阻方法
成果简介
物质的量教案物体在水中运动过程中所受到阻力的大小是空中飞行器所受阻力的1000倍,航形体与表面相关的摩擦力等表面力作用占据了主导地位,使得系统在运行过程中能耗大、磨损大、寿命短。因此在微尺度下如何减小系统的表面摩擦阻力,引起了人们的关注和重视。以普通船舶为例,船舶在水中航行的摩擦阻力约占全部阻力的50-80%。因此,减小摩擦阻力对水下航行器的提速及能源的节约起到至关重要的作用。
关于加强和改进机动车检验工作的意见
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假死机密云地震目前常见的减阻方式包括肋条减阻,壁面振动减阻,疏水/超疏水表面减阻,柔顺壁面减阻,高分子减阻等,然而这些减阻方法对于摩擦阻力降低的效果有限,通常只能获得10-30%的减阻量。且现有水下减阻技术效率低下、成本高,并且减阻技术单一,没有有效的将两种甚至是几种减阻技术结合在一起。因此,加工工艺简单,成本低廉且效果好的减阻手段尚待研发。
超空泡减阻技术是一种新型的水下减阻技术,可以降低水面及水下航形体行进过程中所受到的阻力,使减阻效率达到90%;也可以大幅提高航形体的速度,对解决能源问题、保护环境及提高航形体的性能,都具有很重要的意义。超空泡减阻技术对海战武器的研制具有革命性的意义。超空泡的形成一般分为三种途径:(1)提高航形体的速度;(2)降低流场压力;(3)在低速情况下,利用人工通气的方法增加空泡内部压力。因此我们可以通过通入气体,或提高速度来改变超空泡的形态,但这些所需成本高。通过调控运动体表面的浸润性,控制运动体入水过程中超空泡的形态,成为我们新的研究方向。
自然界中许多生物,都具有一些特殊的性质,比如荷叶的“自清洁”功能、水黾可以水上行走、水蜘蛛可以水下生活等等。经研究发现,这些生物体的表面均具有粗糙的微纳结构和
蜡质层,使其具有特殊性质。我们通过对这些特殊表面的研究,仿照这些生物的表面制备出微纳结构,并对其进行疏水化处理,使其达到生物体的特殊效果。形成表面超疏水的物体入水后,由于表面的疏水性,会诱捕气层,在物体与水表面形成气层,从而产生超空泡现象。且超空泡的存在,使物体表面与液体隔离,固体与气层间的摩擦阻力大大小于固体与液体间的阻力,从而降低固体壁面与流体之间的剪切,降低了流体对航行体的阻力,提高物体在水中运动的速度。
暖通空调系统
该项目将仿生制备的超疏水界面与超空泡技术结合,有效提高水下减阻效率,且制作成本和维护成本均相对低廉;所采用的原料均无毒无放射作用,不会对环境产生不良作用。

本文发布于:2024-09-20 18:31:50,感谢您对本站的认可!

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标签:减阻   表面   空泡
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