微沟槽输油管道的减阻特性数值模拟研究开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着能源需求的日益增长和管道运输技术的发展，人们对高效、节能的输油方式提出了更高的要求。

管道运输作为一种安全、经济的运输方式，在能源运输中发挥着至关重要的作用。

然而，管道运输过程中存在着能量损耗的问题，其中摩擦阻力是造成能量损失的主要因素之一。

2. 本选题国内外研究状况综述

微沟槽减阻技术作为一种高效、节能的减阻技术，近年来受到国内外学者的广泛关注和研究。

国内学者在微沟槽减阻技术方面取得了一定的研究成果。

例如，清华大学的李军等人采用数值模拟方法研究了微沟槽结构参数对减阻效果的影响，发现沟槽深度、宽度和间距等参数对减阻效果具有显著影响；中国石油大学的王涛等人通过实验研究了微沟槽减阻技术在油气管道中的应用，结果表明微沟槽能够有效减小管道摩擦阻力，提高输送效率；西安交通大学的张强等人利用数值模拟方法对微沟槽内流场进行了分析，揭示了微沟槽减阻的流体力学机理。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

1. 主要内容

本研究将采用数值模拟的方法，对微沟槽输油管道的减阻特性进行研究，主要内容包括：
1.微沟槽减阻机理研究：基于计算流体力学理论，建立微沟槽输油管道的流体动力学模型。

通过数值模拟，分析微沟槽结构对管道内流场的影响，揭示微沟槽减阻的流体力学机理。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用数值模拟的方法，对微沟槽输油管道的减阻特性进行研究。

具体研究方法与步骤如下：
1.模型建立：根据实际输油管道尺寸和微沟槽结构参数，建立微沟槽输油管道的几何模型。

采用gambit等软件进行几何建模，并对模型进行网格划分，以保证计算结果的准确性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.针对微沟槽输油管道减阻的流体力学机理，将采用更加精细的数值模拟方法，对管道内流场进行深入分析，揭示微沟槽减阻的流动控制机制。

2.将系统研究不同沟槽结构参数对减阻效果的影响，并结合流场分析，建立沟槽结构参数与减阻效果之间的定量关系，为微沟槽结构的优化设计提供理论依据。

3.将考虑不同雷诺数下的流体流动，分析雷诺数对微沟槽减阻效果的影响，并探讨其影响机制，为微沟槽减阻技术在不同工况下的应用提供参考。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

[1] 刘雨薇,张来斌,郭平,等.超疏水表面减阻特性及机理研究进展[j].摩擦学学报,2017,37(01):1-17.

[2] 王金朋,高鹏,张海燕,等.微结构表面减阻机理及应用研究进展[j].表面技术,2018,47(07):1-12 41.

[3] 陈庆,宋武林,王瑞,等.微沟槽结构减阻特性研究[j].润滑与密封,2020,45(08):63-70.