[發明專利]紊流薄片

無效

• 申請號: 200680029317.1
• 申請日: 2006-08-08
• 公開（公告）號: CN101278133A
• 公開（公告）日: 2008-10-01
• 發明（設計）人: J·L·范梅爾克斯泰靳
• 申請（專利權）人: 凱克奧福有限公司
• 主分類號: F15D1/12
• 分類號: F15D1/12
• 代理公司: 中國國際貿易促進委員會專利商標事務所
• 代理人: 朱德強

技術領域

本發明涉及一種用于減少向前運動物體的空氣阻力的層。在向前運動物體中，例如車輛，使空氣摩擦最小化是希望得到的，因為這樣可以獲得車輛向前運動的最佳性能。運動物體例如車輛的性能在很大程度上受空氣阻力的影響。空氣阻力取決于速度和流動發生的表面。此外，所謂的空氣阻力系數(CW)值在空氣阻力中是重要的。CW值是與物體的設計和空氣沿該物體的流動方式相關的特征值。

背景技術

空氣沿物體流動的狀態對于空氣阻力也是同樣重要。空氣以層流狀態沿物體流動時，阻力小于空氣沿物體紊流的阻力。這種情況發生在任何向前運動的物體上，其中，來流是層流，并且在物體表面某處上變成紊流。從層流到紊流轉折點距離后面越遠，空氣阻力越低。

發明內容

本發明的目的是提供一種可以設置在向前運動物體上的層，而且利用它可以使空氣阻力減少。

這個目的是通過一個層實現的，該層包括在第一方向上上升的表面圖案，以及在與第一方向成一角度的第二方向上在表面之間延伸的通道。

上升表面確保空氣被引導到上升表面的末端，并且在過渡到下個上升表面時進入將空氣變成微尺度紊流的通道。由于上升表面的存在，在通道中可以產生微尺度(micro-scale)(小規模)的層流。這種層流使得流過物體的主流紊流的可能出現得到抑止，因此層流和紊流的轉折點可以在流動方向上被偏移得更遠。由于以一角度延伸的通道的存在，這些紊流區域均勻地分布在表面上，由此產生均勻的阻尼效應。

在一個優選的實施方式中，第一和第二方向的夾角在30°到60°之間，優選的是45°。在另一個實施方式中，每個表面包括至少一個在第一方向上延伸的凹槽。在流動期間，一些空氣會穿過該凹槽流動，當流出并且進入這些表面之間的通道之一時，會保證這些通道中的紊流被驅散，由此，這種紊流空氣流動的產生也有助于阻尼效應，這樣將主流的層流和紊流之間的轉折點轉移到在流動方向上看時后面更遠處。

該至少一個凹槽的寬度優選在0.1-1mm的范圍內。

根據本發明的層的另一個優選的實施方式中，在第一方向上相鄰表面之間的節距距離與物體的期望巡航(cruising)速度的比值大體上是20-65kHz。由于不同上升表面之間的高度的交替改變，振動在空氣中發生，這可以引起噪音。這些振動的產生同樣地產生了空氣阻力，這也是不希望的。現在通過改變表面之間的距離達到物體期望的巡航速度，能夠對產生的振動進行選擇，以使這里的能量損失最小。已經發現，在頻率為約20-65kHz時，能量消耗是最小的。

根據本發明的層的另一實施方式中，層是薄片。該薄片優選地包括一個聚氯乙烯(PVC)基層和一個聚四氟乙烯頂層。通過沿聚四氟乙烯頂層的空氣流動，沿頂層掠過的空氣中的粒子帶靜電。其優點在于這種帶靜電荷的空氣層具有不同于其上層空氣的粘性，從而減少摩擦發生的可能性。

附圖說明

本發明的這些及其它特點將根據附圖作進一步的說明。

圖1是本發明的層的一個實施例的透視圖。

圖2是圖1中的層的剖視圖。

圖3是圖1中的層的俯視圖。

具體實施方式

層1具有多個在R方向上上升的分隔的表面2。通道3布置在表面2之間。

進一步的，表面2具有凹槽4。

圖2是圖1中的層1的剖視圖。當氣流L沿R方向通過層1時，通道3內會產生漩渦T，這樣便產生了阻尼效應。一旦紊流的征兆發生，在該漩渦T之上的空氣層L就會被抑止。這樣，空氣層L在比較長的時期內保持層流，由此，設置有層1的物體的空氣阻力將被減小。

圖3是圖1中的層1的俯視圖。當空氣沿R方向流過層1時，如圖2所示，漩渦會發生在通道3內。通過設置在表面2上的凹槽4，形成將紊流分配到通道3的流動S。通道3內紊流空氣的阻尼效應會以均勻的方式抑止沿著層1流動的空氣，而且這樣延遲在層流和紊流之間的過渡，從而產生一個較低的空氣阻力。在R方向上看的兩個連續表面2之間的節距距離X是這樣選擇的：使距離X和設置了該層的物體的期望巡航速度的比值等于20-65kHz。在該值下，空氣振動產生的能量損失最小。

當本發明的層1布置在車輛上，例如汽車，應使表面的節距距離和其方向適應于流過汽車表面的氣流。為了獲得可能的最低空氣阻力，可以進一步優化各個方面。發動機功率因此得到更好的利用，該功率能被用來獲得更低的燃料消耗或者更高的最高速度。