1. 研究目的与意义（文献综述）

摩擦不仅是造成固体相对运动能量损失的主要原因，也是导致固液界面之间相对运动能量损失的主要因素，全世界约有 1 /2 ～ 1 /3 的能源是用于克服摩擦的影响。管道运输中一部分能量用于克服地形高差所需的位能，另一部分就是克服油品沿管路流动过程中摩擦造成的能量损失^[1]。因此，对输油管道减阻的研究就能减少管道摩擦损失并提高管道运输效率，有效的节约大量的能源。

近些年来的沟槽面湍流减阻技术的工业应用方向，沟槽的几何形状和尺度、流场压力梯度、沟槽面放置方式对于沟槽减阻效能的影响，沟槽面对于湍流边界层流动特性的影响，沟槽面的湍流减阻机理几方面研究进展进行了研究^[2]。从湍流拟序结构理论出发提出:具有减阻效应的沟槽面不但能通过控制低速制条带间距来降低湍流“猝发”频率，而且在“猝发”后的高速“下扫”过程中因其几何结构使藏在槽内的安静流体避免或部分避免因高速“下扫”而“诱导”出较大速度剪切层，从而实现减阻。同时指出需要利用先进的实验技术如piv等图像处理手段并结合直接数值模拟对湍流边界层的瞬时流场进行研究,以其找出湍流边界层的流动结构及其运动规律^[3]。

2. 研究的基本内容与方案

基本内容：基于非光滑表面减阻机理，针对输油管道的减阻问题，将管道内表面简化为易于加工的v形或u形微沟槽，利用fluent对沟槽表面流场进行数值仿真，分析其流体阻力特性。

研究目标：掌握输油管道减阻的重要性，比较现有的各种减阻方法的优缺点；掌握沟槽表面减阻机理以及专业流体力学软件fluent；采用fluent对输油管道v形或u形沟槽内表面流场进行模拟仿真，分析其流体阻力特性；

3. 研究计划与安排

1-3周：文献查阅与调研时间，撰写文献综述报告和开题报告，每个报告字数不少于4000字；

4-5周：完成外文的翻译工作；

6-10周：物理模型和计算域的设计、网格划分、湍流模拟的相关选定等；

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 付宜风，雷成旺，张璇，等. 基于fluent 的管道内壁表面状态对流体摩擦阻力的影响研究[j]. 润滑与密封，2014，39(5) : 23-27,107

[2] 赵琳珊，白秀琴，付宜风，袁成清.船用梯形微沟槽表面减阻效应的仿真分析与实验验证[j].武汉理工大学