[實用新型]雙向激勵氣體控制垂直孔裝置

有效

• 申請號: 201720701489.4
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN207257963U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發明（設計）人: 陳春梅;瑞恩·邁克·蘭德;李建軍;高偉;劉衍選;王永軍
• 申請（專利權）人: 青島華創風能有限公司;沈陽華創風能有限公司;寧夏華創風能有限公司;通遼華創風能有限公司
• 主分類號: B64C3/36
• 分類號: B64C3/36
• 代理公司: 北京金碩果知識產權代理事務所(普通合伙)11259
• 代理人: 李丹鳳

技術領域

本實用新型涉及雙向激勵氣體控制垂直孔裝置。

背景技術

通過穩定抽吸來延遲流動分離最早開始于1904年，當普蘭特爾(Prandtl)展示邊界層理論時，通過位于圓柱體表面上的狹窄吸入槽去除邊界層的旋轉流動，從而在大部分圓柱體表面上保持附著的流動。Ackeret，Betz&Schrenk將這個想法應用于Joukowski型的厚翼型，通過抽吸的流動來延遲分離從而減小其阻力，并且也被Lachmann引用。這種槽抽吸的方法被用于不同的翼型和不同的襟翼，以增強升力，但是所涉及的吸入量太高(1％<C_Q<3％)，并不能普及到實際應用。即使表面槽抽吸和多槽抽吸仍然被認為對在高雷諾數下保持層流是有價值的方法，但為減少高速下的阻力而變薄的翼型，使得為除去低壓外部流體所需的內部較大的管道應用更加受限。邊界層分離的多種流動控制方法已經使用了一個多世紀，為了補救邊界層分離，表面槽抽吸法是從零開始抽吸并逐漸增加，直到流動重新附著表面，這相比于恒定流吹能夠節省大量的能量，然而，通過重定向分離的流內部的繼承能量來最小化能量輸入的領域是未能涉及，Nishri證明通過槽引入周期性激勵(沒有凈質量流量)可以迫使已偏轉的襟翼上的分離流重新附著表面，在他的實驗中，流動狀態的非常敏感的指示器是壓力中心X_CP，當流被分離時，X_CP在襟翼大約中間的位置擺動，而當流被重新附著時移動到更靠近前緣。

使用閉環控制策略進一步減小了這種槽抽控制方法所需的能量，并實驗證實了其在能量節約方面的有用性，通過連續監測流量和控制吸入參數，可以在最低可能的干預水平下保持附著的流量條件，并安全地進行控制。這種現象之前從未在作為實際應用的獨立實體的翼型上進行試驗，表面槽抽吸法也從來沒有在這種情況下作為主要控制方法實驗過，這些在獲得對表面槽抽吸法物理學理解的基礎上的新的發現，并在大量實驗基礎上，衍生了一種節能、有效的流體控制方法，本實用新型提供了雙向激勵氣體控制垂直孔裝置，該裝置將槽抽吸法應用到獨立實體的機翼上，用來提供升力減少阻力。

實用新型內容

有鑒于此，本實用新型提供了雙向激勵氣體控制垂直孔裝置，該裝置將槽抽吸法應用到獨立實體的機翼上，提高空氣動力升力系數同時減小阻力系數，并且能夠增加更多的機翼/葉片附近流場環量。

為了達到上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術方案：

雙向激勵氣體控制垂直孔裝置，包括機翼和設置在機翼上的進氣孔、出氣孔、第一連接管道、氣體輸送驅動裝置和第二連接管道；進氣孔設置在機翼上表面的前緣區域內，進氣孔的開設方向與機翼的上表面垂直，出氣孔設置在機翼上表面或/和下表面的后緣區域內，第一連接管道、氣體輸送驅動裝置和第二連接管道均設置在機翼內部并且依次連接形成氣體通道，進氣孔和第一連接管道連接，出氣孔和第二連接管道連接。

本實用新型提供的雙向激勵氣體控制垂直孔裝置，其機翼/葉片前緣流體的抽吸，增加了機翼/葉片附近流場的環量，從而提高空氣動力升力系數。當機翼/葉片內的空氣從后緣的出氣孔鼓出時，在一定的雷諾數范圍內，吹出的氣流在機翼/葉片表面形成負壓，從而使表面氣流貼合面積更大，縮小尾流，從而提高空氣動力升力系數，同時減小阻力系數。

本實用新型提供的雙向激勵氣體控制垂直孔裝置還包括設置在機翼后緣區域的襟翼，出氣孔設置在襟翼上表面的前緣區域內。

如果裝置不設置襟翼，出氣孔設置在機翼上表面或/和下表面的后緣區域內，如果在機翼后緣區域內設置襟翼，那么出氣孔設置在襟翼上表面的前緣區域內。

本實用新型提供的雙向激勵氣體控制垂直孔裝置，進氣孔的數量至少為一個，具體個數沒有限制，多個進氣孔是在機翼上表面的前緣區域內沿翼展方向陣列排布；出氣孔的數量至少為一個，出氣孔的個數也沒有限制，多個出氣孔在機翼上或下表面的后緣區域內沿著翼展方向陣列設置；第一連接管道的數量和進氣孔的數量相同，第二連接管道和出氣孔的數量相同。

本實用新型提供的雙向激勵氣體控制垂直孔裝置還包括設置在第一連接管道和氣體輸送驅動裝置之間第一匯總管道、以及設置在氣體輸送驅動裝置和第二連接管道之間的第二匯總管道。

優選地，第一連接管道和第二連接管道上均設置機械控制流量閥，通過流量閥可以調節至合適的氣體流量。

進氣孔和出氣孔的形狀沒有具體限制，優選地，進氣孔和出氣孔的形狀為圓形、橢圓形、正方形或矩形。

優選地，氣體輸送驅動裝置為泵，泵類型為離心式、軸流式或混合型。