[发明专利]减少流线形物体阻力的方法

说明书

技术领域

本发明是有关一种减少流线形物体阻力的方法，尤指一种于流线形交通工具上设置至少一个隆起结构，使其在行进时的尾端的压力增加，以减少阻力的方法。

背景技术

交通工具在行进时所承受的流体阻力是影响行进速度的主因之一，而该阻力不但使交通工具需损耗更多的能量（例如：热能或电能），其动力产生机构与动力传输机构需承受较大的负荷而易耗损，而且会增加行进的耗时，制造更多的废气及废热，造成环境的污染以及运输业者在能源与行进时间方面的损失。

而传统降低行进间物体的阻力的方式，包括将飞机、船舶或车辆的壳体表面设计为滑顺的流线造型，以减少壳体前部的表面压力并增加壳体后部的表面压力，使壳体前部与后部的压力差减小，藉此减少该交通工具于流体中行进时所遭受的阻力，而提升交通工具的速度或节省耗能。

然而，此种流线造型的设计对于阻力的改善虽大有帮助，但实际减少的阻力仍有其极限，请参阅图6所示，为现有船舶于水中行进的流体流动示意图，该船舶1’自船首11’的a’点至最宽处b’点，再经船身至船尾12’的c’点，其与水之间有一极薄的边界层，该边界层可传导来自外层的压力，而c’点为一分离点，流体粒子于此离开船舶1’并于船尾附近形成追迹流13’，亦即从a’点的高压区至b’点的低压区，而后自b’点的低压区至c’点的高压区，其中在前端11’的水流对船舶1’产生较高的压力，而在后端12’的水流则对船舶1’产生较低的压力，此种压力差成为阻碍船舶前进的一种阻力，必须加以降低才能提升船舶的行进速度。

有鉴于此，本发明人期能提供一种减少流线形物体阻力的方法，利用特殊设置的隆起结构以增加流体对流线形物体尾端低压区的压力，藉此减少流线形物体所遭受的阻力，其可应用于各种流线形物体，而提升其行进时的速度，是为本发明所欲研发的创作动机者。

发明内容

本发明的主要目的，在提供一种减少流线形物体阻力的方法，其仅需于流线形物体的尾端设置至少一个隆起结构，即可通过该隆起结构而使流体增加对尾端表面的压力，藉此减少流线形物体所遭受的阻力。

本发明的次一目的，在提供一种减少流线形物体阻力的方法，其可应用于各种流线形物体，如船舶、飞机或车辆等运输工具。

为达上述目的，本发明的减少流线形物体阻力的方法，是于流线形物体的最宽处与尾端之间设有一或多数个隆起结构，其中该等隆起结构之间可具有一间隔空间；藉此，该隆起结构可阻滞边界层并引导流体对流线形物体尾端增加压力，而减少流线形物体遭受的阻力，其可应用于各种流线形物体，而提升其行进时的速度。

本发明的有益效果在于，本发明所提供的减少流线形物体阻力的方法，是利用特殊设置的隆起结构以增加流体对流线形物体尾端低压区的压力，藉此减少流线形物体所遭受的阻力，其可应用于各种流线形物体，而提升其行进时的速度。

附图说明

图1是本发明较佳实施例的流线形物体截面图。

图2A是图1的流体流经隆起结构的示意图。

图2B是图1的流体流经隆起结构的另一示意图。

图2C是现有未设置隆起结构的流体流动示意图。

图3A是本发明的隆起结构立体示意图。

图3B是本发明的另一隆起结构立体示意图。

图4A是本发明较佳实施例的隆起结构应用在船舶的示意图。

图4B是图4A的仰视图。

图5A是本发明较佳实施例的隆起结构应用在飞机的俯视图。

图5B是本发明较佳实施例的隆起结构应用在飞机的立体示意图。

图5C是图5A的沿X-X’方向截面图。

图5D是未于该机身设置隆起部的截面图。

图6是现有船舶行进于水中的流体流动示意图。

附图编号：

流线形物体1、1’

前端11、11’

尾端12、12’

隆起结构13、14

船舶2

船首21

船尾22

隆起部23、33

飞机3

机身前端31、31’

机身尾端32、32’

最宽处A

流体流动方向D

吃水线E

压力P1、P2、P3

垂直作用力P1’、P2’

水平作用力P1”、P2”

合成水平作用力P1”’、P2”’、P3”’

流体f

水流f1

气流f2、f3