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摘要
超疏水表面有利于在壁面形成气膜层，是一种潜在的兼具防污功能的新式仿生减阻技术，但在高速来流的剪切作用下该气膜易流失破坏。通过构造亲水-超疏水相间表面来增强超疏水表面气膜层的稳定性，从而期望达到更优的减阻效果。采用重力式水循环管道测试系统，测试了在湍流状态下，超疏水条带宽度与雷诺数对减阻效果的影响，并分析了对应的气膜铺展状态及其对减阻特性的影响。结果表明，亲水-超疏水相间表面持续通气能解决表面气膜层的流失问题，实现气膜层的长时间稳定维持；表面减阻率随水流速度（雷诺数）的增大呈现降低趋势，且表面气膜稳定性逐渐降低；表面减阻率随超疏水条带宽度增加呈现出先增后减的趋势，并在超疏水条带宽度为5.0mm时达到最大，最大减阻率为40.2%。分析原因在于，超疏水条带较窄时，高剪切应力的液固界面占比较高，带来了较高的阻力；而条带较宽时，表面气膜层稳定性不佳。因而在某一流动状态下，存在最为合适的超疏水条带宽度，使得减阻效果最佳。
- 出版日期2023
- 单位西北工业大学深圳研究院; 西北工业大学
