摘要
摘要
目前由于科技的发展，人们对于出行的要求逐步提高，运载工具的速度提
升将成为未来的发展趋势。而中高速运载工具以高铁、飞机等为例，速度提高
至原来两倍，摩擦阻力理论上将提高至原来的四倍。如果采取方法减少湍流而
带来的表面摩擦阻力，那将减少非常大的能源使用量，从而减少世界能源短缺
的问题。降低摩阻的前提是如何对其进行精准的测量，因此研究出一种适用于
多种实验条件的湍流边界层壁面剪切力测量系统是重要的。
本文以湍流边界层吹气减阻测量系统为研究对象，系统的介绍了测量系统
的各部分组成及其功能性。测量系统分别包括：摩擦力感受模块、杠杆放大模
块、传感器及电路模块以及六自由度调节模块。对测量系统中可能存在的误差
来源进行分析，并设计措施对误差进行最小化处理。在不同雷诺数下Re
?
1717、Re3143以及Re4480进行重复性实验，实验结果表明：测量数据
??
的标准差不超过0.01V，测量系统具有良好的稳定性。
本文研究了在Re1027、Re1717以及Re2433的工况下，不同展向
???
狭缝宽度s和狭缝厚度h下，相较于光滑平板的增阻率。并对展向狭缝进行吹
气控制，得到实验雷诺数下最佳减阻率达到80%的展向狭缝（s0.25mm，h
2mm）。在不同的实验雷诺数下达到最佳减阻率的展向狭缝，吹气系数均在Cb
0.2%左右，实验发现随着雷诺数的增大，最佳净节能S的值略微变大，同时最
高能够实现最大净节能Smax0.095。得到展向狭缝局部减阻率从零点开始到距
离零点沿流向x+550左右的这部分区域，逐渐减小；而从x+550至x+1055
的这个区域反而出现增阻现象，增阻率沿流向先增大再减小，直至在x+1055
处，增阻影响基本消失。
关键词:湍流边界层；摩擦阻力；测量技术；吹气减阻
-I-
Abstract
Abstract
Duetothedevelopmentofscienceandtechnology,peoplesrequirementsfor
travelaregraduallyincreasing,andthespeedofvehicleswillbecomethe
developmenttrendinthefuture.Formediumandhighspeedvehicles,forexample:
high-speedrailwayandaircraft,thespeedincreasetotwiceoftheoriginal,andthe
frictionresistancetheoreticallyincreasetofourtimesoftheoriginal.Ifthesurface
frictionresistancecausedbyturbulenceisreducedbymeansofmethods,itwill
reduceagreatnumberofenergyconsumption,thusreducingtheproblemofenergy
shortageintheworld.Thepremiseofreducing