[发明专利]一种动态减阻装置

说明书

本发明公开了一种动态减阻装置，包括底座、多个依次间隔均匀排列的开设于底座中的第一凹槽、开设于第一凹槽的槽壁上的且用于连通相邻第一凹槽的第一通孔、开设于底座两侧的且用于一一对应的连通最外侧两个第一凹槽的第二通孔、柔性层、多个依次间隔均匀排列的凹设于柔性层中的第二凹槽、控制机构；柔性层密封的贴设于底座顶部，第二凹槽一一对应的位于第一凹槽中；控制机构用于周期性的：通过一侧的第二通孔向底座中通入介质，再通过另一侧的第二通孔从底座中抽取介质；以使得第二凹槽发生周期性形变。本发明一种动态减阻装置，采用动态柔性层，大幅加强了对湍流减阻的效果；动态柔性层变形可控，能够针对周围的不同环境做出适应性变化。

技术领域

本发明涉及水下航行器蒙皮减阻技术领域，特别涉及一种动态减阻装置。

背景技术

湍流减阻是流体力学研究的热点问题。近年来微机电系统技术的发展为湍流减阻主动控制的实际应用提供了可能性，其中壁面可任意变形的智能蒙皮被认为是其中的关键技术。受沙漠表面非光滑形态的启发，随行波表面作为近年来新提出的热门结构，为非光滑表面减阻的开发提供新的道路，也为工程实际应用提供了更多的可能选择。然而大多数前期研究都只研究静止随行波壁面的减阻效果，这种静止随行波壁面，仅针对某一具体情形有效，适用范围较窄，减阻效果相对较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种动态减阻装置，采用动态的随行波壁面（柔性层），大幅加强了对湍流减阻的效果；随行波壁面变形可控，能够针对周围的不同环境主动做出适应性变化。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种动态减阻装置，包括：

底座、多个依次间隔均匀排列的开设于所述底座中的第一凹槽、开设于所述第一凹槽的槽壁上的且用于连通相邻所述第一凹槽的第一通孔、开设于所述底座两侧的且用于一一对应的连通最外侧两个所述第一凹槽的第二通孔；

柔性层、多个依次间隔均匀排列的凹设于所述柔性层中的第二凹槽；所述柔性层密封的贴设于所述底座顶部，所述第二凹槽一一对应的位于所述第一凹槽中；

控制机构，所述控制机构用于周期性的：通过一侧的所述第二通孔向所述底座中通入介质，再通过另一侧的所述第二通孔从所述底座中抽取介质；以使得所述第二凹槽发生周期性形变。

优选地，所述第二凹槽的壁厚沿多个所述第二凹槽的排列方向先逐渐减薄，再逐渐加厚；所述第二凹槽背离所述第一凹槽侧的表面沿多个所述第二凹槽的排列方向截断形成的曲线，在所述第二凹槽发生周期性形变时，为余弦函数曲线。

优选地，所述控制机构包括气泵、连通在所述气泵和一侧的所述第二通孔之间的第一管道、设于所述第一管道上的常闭电磁阀、连通在所述气泵和另一侧的所述第二通孔之间的第二管道、设于所述第二管道上的常开电磁阀；

所述常闭电磁阀，用于在关闭时连通大气和所述气泵，还用于在打开时连通所述第二通孔和所述气泵；

所述常开电磁阀，用于在打开时连通所述气泵和所述第二通孔，还用于在关闭时连通大气和所述气泵。

更优选地，所述控制机构还包括连通在所述气泵和所述常闭电磁阀之间的泄压阀。

更优选地，所述控制机构还包括用于控制所述常闭电磁阀周期性得电的第一时间继电器、用于控制所述常开电磁阀周期性得电的第二时间继电器。

由于上述技术方案的运用，本发明与现有技术相比具有下列优点：本发明一种动态减阻装置，具有以下优点：

采用动态的随行波壁面，相对于现有的静态减阻蒙皮，周期性波动的蒙皮表面形貌可以进一步改面蒙皮表面周围的流场，影响湍流的形成和发展，并对二次湍流起到抑制作用，动态随行波壁面的减阻效果相较于静态减阻蒙皮有着很好地提升；