帮助军火哥哥翻译的一篇文章，比上回那个还令人吐血，太难了，还有词典上找不到的词！水下兵器工程果真不同凡响。

 

 

 

杂质对沟槽性能的影响

Barry S. Lazos

美国宇航局兰利研究中心，翰普顿，佛吉尼亚州

 

简介

在众多的学者当中，Walsh和Lindemann，以及Wilkinson和Lazos(2)对沟槽几何学的参数化的研究建立起了减少变动的黏稠流体的阻力的有效方法。这些值得称道的试验性的结果激发了一系列沟槽在许多方面的应用的兴趣（比如，参见参考3－6）。因为在许多的应用中沟槽暴露在那些能使其表面受污染的环境中，所以，一项关于沟槽表面杂质对其阻力减少性能的研究开展的起来。

 

对于沟槽在航空领域的应用，受特别关注的污染模式包括：1）在沟槽表面或之间可以收集到的大气粒子物质，2）由液体造成的污染，比如说油料和其它混杂的浓缩物，他们集中在沟槽谷中，一般说来，不会扩散到沟槽的顶部。在现行的研究中，表面镀有塑料薄膜的沟槽（由3M集团提供）之前被表明其使用类似 v纹沟槽，两种不同的污染方法在此被用来模拟我们关注的两种污染模式。

 

试验器材和模型制造

试验在闭路循环中进行， 7x11－进（178高x279宽x914毫米长）。国家宇航局兰利研究中心的低速风洞（在以前研究中的相同设施）中提供了类似大气环境的，在几乎为0的流压变化率下，速度在8－30米每秒（1000<Ree<4000)的风速。风洞中测试用的一段的一部分大小为914x279mm被用作了测试的基层。变动的边界层由一个连在墙上的，上风头于模型始端254毫米的，直径为1.5毫米的，2维的杆件绊住。阻力数据由一个由线性风承载和 piezoresistive力感应器组成的阻力天平获得。模型的上安装上了从始缘至尾缘的间距为大约0.45毫米的开口。并用持续的显示和平衡试验段和周围控制围场的静压力差来最小化通过开口的气流。一系列的扁平板材和每个模型进行运行来建立数据的重复性。阻力的测量在差距小于1％时可以视为重复。沟槽模型的建造方法是把有着黏合剂背面的塑料沟槽薄膜与914x305毫米的铝板连在一起。两种不同的沟槽的尺寸用在了试验当中，不同的尺寸有着不同的污染模式。两种不同的模型在之前Wilkinson和Lazos的试验中测试了其减少阻力的有效性。受不同的几何形状的限制，不同的沟槽有着不同的能够减低阻力的最大值。模型的不同性能并不在我们的考虑范围之内，因为在现在的研究之中，在某个沟槽表面的污染的有害影响才是兴趣所在。

 

“被污染的”沟槽模型

第一个测试的模型（编号006006）有着0.152毫米的高度和间距。污染杂质主要是小块的模型黏土，他们是压在模型开口上来模拟那些可能会填在沟槽谷中且并不会扩展超过沟槽顶端的油滴或者的其他混杂物的。这些黏土在跨宽上呈等间距的行状点式分布，每行上有11个点。每个点大概遮盖了50平方毫米的面积。图表一是这个被污染的模型的一个有代表性部分的实际截面显微照片的增强的数字化。它表明杂质只有在不扩展超过沟槽顶端的时候才会存在于沟槽之中。

在黏土杂质的测试中我们使用了三种不同程度的污染。每一个程度都由黏土污染对沟槽表面造成的可能阻碍的面积的预测来决定。第一个程度的杂质由2行黏土组成，一行离始端19毫米，另一行距末端有相同的距离。这一程度的阻碍表面积（OSA）约占0.43%。第二和第三程度的污染分别由5行和9行均分布的黏土组成。他们各自的OSA分别大概为1.08%和1.95%。第二组试验的模型（编号006012）有0.152毫米的高度和0.305毫米的间距。污染物用的是颗粒状的橡皮材料（绘图用清洁粉）。这种材料被选来表现相对的尺寸范围（颗粒高度／沟槽高度）来模仿在飞行中沟槽可能的遇到并被附着的大气粒子，而且这些粒子也像大气粒子一样有着不规则的形状。因为在试验过程中的表面剪力，一大部分颗粒并不留在沟槽表面，却被带到下风头。为了阻止这个现象，一层薄不干胶被喷在了沟槽的表面。试验是为了确保粘胶的应用本身并不影响沟槽的性能。橡皮材料的高度大概在0.09到0.48毫米左右，平均高度0.22毫米，平均偏差0.11毫米。高度的范围是在那些粒子粘在了表面之后用显微镜观察了与污染的沟槽相似的有代表性的一端后得到的。 图表二是这个被污染的模型的一个有代表性部分的实际截面显微照片的增强的数字化。它表明，在一些颗粒填满了沟槽谷之后，大部分的颗粒会扩展超过沟槽的顶部。

两种不同的程度测试都由颗粒污染物进行。每个程度的OSA都由统计学采样决定。他们分别有0.39%和0.74%的OSA。

 

结果和讨论

图表3表示了编号为006006的模型的4组阻力数据，分组的依据是沟槽的间距。 s+ = sUT/v，s在这里是间距，Ut在这里是摩擦速度，v是动态黏着性。三条曲线代表了三种黏土污染的程度，而第四条代表的是清洁的沟槽模型。图形表示出杂质并不会明显降低沟槽减少阻力的性能。

测试的结果表明了当杂质完全填满了开口却还没有扩展超过沟槽的顶部时，他们很有效的除去了沟槽有活性的一部分却对沟槽的性能只有很小的影响，只要受污染的面积很小。然而，我们可以遇见随着受污染面积的增大，沟槽有益的效果将会减小，因为，沟槽已经接近了平滑的状态。Walsh在之前已经展示出了此种现象，他更进一步展示了在沟槽的表面贴上了透明胶带之后其减少阻力的能力的丧失。数据显示出了阻力减少能力的变化比率与污染表面所占的面积比率大致相同 。

图表4表示了在编号为006012的模型上的两种不同程度的粒子污染的阻力数据，以及清洁的模型上的阻力数据。与以前数据相同，所有曲线都由s+决定了其形状。图表显示出了：随着OSA值的增加，沟槽性能将会下降。第一和第二程度的污染分别造成了沟槽降低阻力性能1％至2％的损失。在这些试验中使用的大部分颗粒物的相对大小为0.625-3.13（颗粒高度／沟槽高度）。一项简报说，波音公司未发表的对飞机的应用中颗粒物的沉积研究表明，在v纹沟槽面板中，沉积物的相对大小在0.098至1.18之间。因此，这些测试代表了一种最差的条件，在沟槽较为靠上的部分的颗粒物以及稍微超出了大气粒子相对尺寸的颗粒都沉降在了沟槽的材料上。虽然随着不同地理条件的变化，沉降下来的粒子大小应该有尺寸上的变化（波音公司的测试是在西雅图机场进行的），波音公司所提供的结果只能作为现阶段沟槽污染测试的比较性信息。测试表明大气颗粒物的自然沉积可能导致沟槽性能的下降。在大气颗粒的附着过程中，沟槽表面的静电起到十分复杂的作用。本身偶极力和范德华力就会导致表面的静电载荷 从而会吸引更多的粒子。在沟槽表面的流体运动的摩擦所产生静电同样也会吸引粒子。表面简单的化学变化并不会改变沟槽本身的形状，而且可以最小化由静电荷引起的颗粒沉积。这将在在机鼻下风头的机身和前翼襟下风头的机翼这种气流不会静止的地方十分有效。

仍然存在着一些比如像局域的气流是如何影响飞机沟槽上粒子的沉积的这样的问题。 在前些时间的一个流线气流控制(LFC)的研究关注了过渡中的昆虫的遗骸，它发现飞机在40000英尺的高空飞行了2到3个小时之后，腿，翅膀等突出的溅污在飞机表面的昆虫会被风吹走。如果航空中应用的沟槽上的大气粒子会像LFC试验中的昆虫遗骸一样被表面剪力带走，那么现在我们的风洞试验中的粒子物质，颗粒的污染就没有像这些测试所表现出来的那么严重。

要注意的是不能把在LFC上的颗粒污染的影响与颗粒污染对沟槽性能的影响来做类比。任何一个足够大的可以改变表面性状的颗粒都是对LFC模型是有害的，因为整个下风头都会受此严重影响。在现在的情况下，粒子只对气流有局部影响，所以一般性的波动气流条件和阻力的减少又回到了干扰的下风。沟槽杂质的重要性现在仍然没有被清晰理解。很多情况下要由粒子沉积的速度，清理他们的难易程度，以及相比光滑的平面之下，由沟槽覆盖的表面的阻力是如何随着暴露在同种空气粒子中的时间的增加而增加的来决定。为了完整的了解沟槽杂质的重要性，我们仍然需要更多的在使用条件下的测试。

 

结论：

由以上研究得出的结果，我们可以得出一下结论：

1）与研究中相似的杂质，比如集中在沟槽谷中且不超过沟槽顶端的油滴和其它混杂杂质，在污染面积很小的情况下，似乎对沟槽的降阻性能没有太大的影响。沟槽性能在其污染表面积达到100％时将会趋近于光滑的表面。

2）附着在沟槽表面的大气粒子，在相对尺寸上与本试验中所用的粒子的相对尺寸有重叠部分，可能会降低沟槽的性能。一些简单的对表面的化学改变可能会最小化这个问题，特别是在机鼻下风头的机身和前翼襟下风头的机翼这种区域。

发现一个可以在YouTube上下载东西的方法。拿出来分享一下：

 

1. 随意打开一个你喜欢的视频。

 

2. 在地址栏里把youtube字段替换成voobys。

 

3. 然后点那个download就好了。

 

P.S. 最好重命名一下，要么都是get_file。至于它给的那个播放器，不用管它，自己随便找一个万能播放器就解决了。

       得到的文件格式应该是flash player的swf，似乎psp上面可以直接播放，不过还没有测试过。这已经很性了。

 

P.S. P.S. 复活节的目的地是佛罗伦萨，明天动身。

老罗曾经说他一土鳖朋友：“拿着暂住证在警察面前．．．一晃．．．”　然后就被帮助“回”了哈尔滨了．．．

 

班里这个学期插班来了３个墨西哥姑娘，那叫一个漂亮啊，口水啊！

 

突然发现摩尔多瓦人不怎么好看了！！

 

这里首先要感谢党，感谢祖国，感谢人民，以及一直在国内支持我的家人同学们，是他们给了我这个出国养眼的好机会。是他们使我这个从郑州一中，河南工业大学这种侏罗纪公园精品园中出来的审美观已经下降到一定程度的ＸＸ的审美得到了相当大的程度地提升，谢谢大家！！

 

人家墨西哥人，啊，人美，设备更美！拿着那个．．．啊．．．iPhone．．．啊．．．天天在我面前晃悠来晃悠去的，然后那个手指头在那个硕大的液晶屏上，啊，晃悠来晃悠去的．．．

 

晃得我那个什么怪荡漾的哈！

 

不写了，太土鳖了哈！

好久没来上课，貌似挺怀念的。

 

遇到的问题是：Alessandra叫我去上中级班！别的中国学生都上的都是初级班，为什么又我是天下独一份啊？！！

 

看看中级班里的都是谁啊：两个就会说意大利语；一个是佩鲁贾德科班出身；一个是火星人；等于就剩下我和FAHAD两个人大眼瞪小眼了。