[實用新型]雙向主動控制上游流體激勵裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201720707249.5
• 申請日: 2017-06-16
• 公開（公告）號: CN207257964U
• 公開（公告）日: 2018-04-20
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陳春梅;瑞恩·邁克·蘭德;張耀軍;高偉;蔡曉峰;陳虎
• 申請（專利權(quán)）人: 青島華創(chuàng)風(fēng)能有限公司;沈陽華創(chuàng)風(fēng)能有限公司;寧夏華創(chuàng)風(fēng)能有限公司;通遼華創(chuàng)風(fēng)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(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11259
• 代理人: 李丹鳳

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及流體激勵裝置，特別涉及雙向主動控制上游流體激勵裝置。

背景技術(shù)

通過穩(wěn)定抽吸來延遲流動分離最早開始于1904年，當(dāng)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(zhuǎn)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(yīng)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(qiáng)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(yīng)用。即使表面槽抽吸和多槽抽吸仍然被認(rèn)為對在高雷諾數(shù)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(nèi)部較大的管道應(yīng)用更加受限。邊界層分離的多種流動控制方法已經(jīng)使用了一個多世紀(jì)，為了補(bǔ)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(jié)省大量的能量，然而，通過重定向分離的流內(nèi)部的繼承能量來最小化能量輸入的領(lǐng)域是未能涉及，Nishri證明通過槽引入周期性激勵(沒有凈質(zhì)量流量)可以迫使已偏轉(zhuǎn)的襟翼上的分離流重新附著表面，在他的實驗中，流動狀態(tài)的非常敏感的指示器是壓力中心X_CP，當(dāng)流被分離時，X_CP在襟翼大約中間的位置擺動，而當(dāng)流被重新附著時移動到更靠近前緣。

使用閉環(huán)控制策略進(jìn)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(jié)約方面的有用性，通過連續(xù)監(jiān)測流量和控制吸入?yún)?shù)，可以在最低可能的干預(yù)水平下保持附著的流量條件，并安全地進(jìn)行控制。這種現(xiàn)象之前從未在作為實際應(yīng)用的獨立實體的翼型上進(jìn)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(xué)理解的基礎(chǔ)上的新的發(fā)現(xiàn)，并在大量實驗基礎(chǔ)上，衍生了一種節(jié)能、有效的流體控制方法，本實用新型提供了雙向主動控制上游流體激勵裝置，該裝置將槽抽吸法應(yīng)用到獨立實體的機(jī)翼上，用來提供升力減少阻力。

實用新型內(nèi)容

有鑒于此，本實用新型提供了雙向主動控制上游流體激勵裝置，該裝置將槽抽吸法應(yīng)用到獨立實體的機(jī)翼上，提高空氣動力升力系數(shù)同時減小阻力系數(shù)，并且能夠增加更多的機(jī)翼/葉片附近流場環(huán)量。

為了達(dá)到上述實用新型目的，本實用新型采用以下技術(shù)方案：

雙向主動控制上游流體激勵裝置，包括機(jī)翼和設(shè)置在機(jī)翼上的進(jìn)氣孔、出氣孔、密閉空氣室和氣體輸送驅(qū)動裝置；進(jìn)氣孔設(shè)置在機(jī)翼上表面的前緣區(qū)域內(nèi)，出氣孔設(shè)置在機(jī)翼上表面或/和下表面的后緣區(qū)域內(nèi)，密閉空氣室和氣體輸送驅(qū)動裝置均設(shè)置在機(jī)翼內(nèi)部并且相互連接形成氣體通道，氣流通過氣體輸送驅(qū)動裝置從進(jìn)氣孔的上游端吸入，通過氣體通道由出氣孔噴出。

本實用新型提供的流體激勵裝置，其機(jī)翼/葉片前緣流體的抽吸，增加了機(jī)翼/葉片附近流場的環(huán)量，從而提高空氣動力升力系數(shù)。當(dāng)機(jī)翼/葉片內(nèi)的空氣從后緣的出氣孔鼓出時，在一定的雷諾數(shù)范圍內(nèi)，吹出的氣流在機(jī)翼/葉片表面形成負(fù)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(shù)，同時減小阻力系數(shù)。

密閉空氣室可以位于機(jī)翼前緣區(qū)域內(nèi)，并且同時與進(jìn)氣孔和氣體輸送驅(qū)動裝置連接。

密閉空氣室也可以位于機(jī)翼后緣區(qū)域內(nèi)，并且同時與出氣孔和氣體輸送驅(qū)動裝置連接。

另外，密閉空氣室還可以分別位于機(jī)翼前緣區(qū)域和后緣區(qū)域內(nèi)，位于機(jī)翼前緣區(qū)域內(nèi)的密閉空氣室同時與進(jìn)氣孔和氣體輸送驅(qū)動裝置連接，位于后緣區(qū)域內(nèi)的密閉空氣室同時與出氣孔和氣體輸送驅(qū)動裝置連接。

本實用新型用密閉空氣室代替數(shù)量繁多的管道與出氣孔或/和進(jìn)氣孔相通，減小了管道內(nèi)的空氣阻力，使得吸力和吹力更強(qiáng)勁，空氣動力控制方法更有效，同時因密閉空氣室通道截面積比各個管道的截面積大得多，大大降低了污物阻塞管道的概率。

本實用新型提供的流體激勵裝置還包括設(shè)置在機(jī)翼后緣區(qū)域的襟翼，出氣孔設(shè)置在襟翼上表面的前緣區(qū)域內(nèi)。

如果裝置不設(shè)置襟翼，出氣孔設(shè)置在機(jī)翼上表面或/和下表面的后緣區(qū)域內(nèi)，如果在機(jī)翼后緣區(qū)域內(nèi)設(shè)置襟翼，那么出氣孔設(shè)置在襟翼上表面的前緣區(qū)域內(nèi)。

本實用新型提供的流體激勵裝置，進(jìn)氣孔的數(shù)量至少為一個，具體個數(shù)沒有限制，多個進(jìn)氣孔是在機(jī)翼上表面的前緣區(qū)域內(nèi)沿翼展方向陣列排布；出氣孔的數(shù)量至少為一個，出氣孔的個數(shù)也沒有限制，多個出氣孔在機(jī)翼上或下表面的后緣區(qū)域內(nèi)沿著翼展方向陣列設(shè)置。