机床与液压

作者：袁轶巍，韩佳乐，韩媛，吕凯波，庞新宇

单位：太原理工大学机械工程学院；太原理工大学机械工程学院；太原理工大学机械工程学院；太原理工大学机械工程学院；太原理工大学机械工程学院

关键词：圆柱绕流;螺旋沟槽;微结构;减阻特性;旋涡脱落

基金：国家自然科学基金项目（52175108）；山西省重点研发项目（202102010101009）

受切削振动作用下圆柱筒表面形成螺旋微细纹理现象的启发，在圆柱表面周向设计不同深度和宽度的螺旋沟槽结构，采用SST κ-ω 湍流模型对圆柱绕流过程进行数值模拟，分析微结构几何特征参数对圆柱绕流力学性能的影响，探究圆柱表面螺旋微结构减阻机制。结果表明：与光滑圆柱相比，布有螺旋沟槽圆柱的减阻率随沟槽深度的降低而增大，随沟槽宽度的降低而减小，随沟槽倾斜角度的减小而增大，当槽宽为0.1 D 、槽深为0.01 D 、角度为35°时，减阻率达27.17%。通过分析绕流圆柱表面压力系数及尾流速度、旋涡脱落，发现在圆柱表面布置螺旋沟槽结构，可以延长回流区，降低绕流过程中负压区的离心力作用，抑制尾流旋涡脱落，减弱旋涡脱落对圆柱的作用强度。

来源：2025年第12期

《机床与液压》期刊编辑部

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