[發(fā)明專利]一種可嵌入壁面的集成式壓電振動減阻器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910573735.6
• 申請日: 2019-06-28
• 公開（公告）號: CN110282070B
• 公開（公告）日: 2021-11-16
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張露;單小彪;謝濤
• 申請（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: B63B1/36
• 分類號: B63B1/36;B63B1/38;B63B1/32
• 代理公司: 哈爾濱市偉晨專利代理事務(wù)所(普通合伙) 23209
• 代理人: 李曉敏

一種可嵌入壁面的集成式壓電振動減阻器，屬于流體振動減阻技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有減阻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占空間大，控制困難，通用性差的問題。技術(shù)要點：水下航行器的頭部和尾部為圓錐形，中部為圓柱形，壓電振動減阻器具體嵌入至水下航行器的中部和尾部，壓電振動減阻器包括減阻器腔體和壓電振動器，壓電振動減阻器的壓電振動器包括銅片、壓電片或壓電疊堆I或壓電疊堆II、導(dǎo)線；銅片放置在減阻器腔體的中間，且兩者密封安裝，壓電片或壓電疊堆I或壓電疊堆II的頂端與銅片膠接，并位于銅片的下方；減阻器腔體上開有工藝孔，工藝孔用于將壓電振動器的導(dǎo)線引出。本發(fā)明用于水下航行器航行時減少流體接觸壁面的摩擦阻力以及推遲邊界層分離，減小壓差阻力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種壓電振動減阻裝置，具體涉及一種可嵌入壁面的集成式壓電振動減阻器，屬于流體振動減阻技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

水下航行器航行時與流體接觸的壁面容易產(chǎn)生阻力，減阻也成為水下航行器設(shè)計的重點問題。目前大部分減阻器針對對象為空氣中的機翼，能用于水中船舶和水下航行器的減阻器少之又少；現(xiàn)有水下減阻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，如：中國專利公開號為CN108674575A，涉及一種流體減阻裝置，在船體周邊或底部設(shè)置具有開孔的減阻帶，孔內(nèi)放置排氣管，減阻的實現(xiàn)需要氣體壓縮裝置、閥門、過濾器、流量計等一系列的設(shè)備，操作困難，所占體積大，會對壁面強度造成很大的影響；另外目前的主動控制方式多為機械式、電磁式，易受電磁干擾，動力系統(tǒng)和控制系統(tǒng)相對復(fù)雜；同時減阻器多為專一系統(tǒng)，難以集成化通用。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種可嵌入壁面的集成式壓電振動減阻器，以解決現(xiàn)有減阻器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，占空間大，控制困難，通用性差的問題。

技術(shù)方案如下：

一種可嵌入壁面的集成式壓電振動減阻器，包括若干個壓電振動減阻器，壓電振動減阻器嵌入至水下航行器的外壁面，所述水下航行器包括頭部、尾部以及中部，頭部和尾部為圓錐形，中部為圓柱形，所述壓電振動減阻器具體嵌入至所述水下航行器的中部和尾部，所述壓電振動減阻器包括減阻器腔體和壓電振動器，所述壓電振動器包括銅片、壓電片或壓電疊堆I或壓電疊堆II、導(dǎo)線；所述減阻器腔體嵌入至水下航行器的外壁面，且兩者密封安裝；所述銅片放置在所述減阻器腔體的中間，且兩者密封安裝，所述壓電片或所述壓電疊堆I或所述壓電疊堆II的頂端與所述銅片膠接，并位于所述銅片的下方；減阻器腔體上開有工藝孔，所述工藝孔用于將壓電振動器的導(dǎo)線引出。

其中，嵌入到所述水下航行器圓柱形中部的壓電振動減阻器振動時可以減小水下航行器與流體接觸產(chǎn)生的摩擦阻力；嵌入到所述水下航行器尾部的壓電振動減阻器振動時可以推遲湍流邊界層分離，起到減小壓差阻力的作用。

其中，所述銅片法向微振動，可以修正湍流邊界層的相干結(jié)構(gòu)，從而減小阻力。

進一步地：減阻器腔體包括內(nèi)腔、基準(zhǔn)面、凹槽、外壁面、工藝孔和密封槽，所述外壁面與水下航行器外壁面光滑過渡，同時所述銅片接觸流體的外表面與所述外壁面保證光滑過渡，以減小對近壁面邊界層的影響，采用膠接方式將所述銅片固定在所述基準(zhǔn)面上，同時起到密封作用，所述凹槽內(nèi)放置密封圈I以實現(xiàn)密封，所述內(nèi)腔中放置能產(chǎn)生壓電效應(yīng)的所述壓電片或所述壓電疊堆I、壓電疊堆II，根據(jù)壓電材料調(diào)整所述內(nèi)腔的尺寸，所述密封槽內(nèi)放置密封圈II以密封所述振動減阻器和所述水下航行器，壓電振動器的導(dǎo)線通過所述工藝孔引出到水下航行器的導(dǎo)線孔。

進一步地：所述壓電振動減阻器采用所述壓電片或所述壓電疊堆I或所述壓電疊堆II驅(qū)動的方式，所述壓電片驅(qū)動式減阻器為彎曲式或懸臂式，所述壓電疊堆I驅(qū)動式減阻器為縱振式減阻器，所述壓電疊堆II驅(qū)動式減阻器為彎振式減阻器。