[发明专利]控制边界层及其它具有约束壁的流体流动场内紊流的方法和设备

权利要求书

1、一种用于对边界层或其它具有约束壁的流体流动场内紊流进行控制的方法，其中的边界层或具有约束壁的流体流动场在壁面附近具有一个紊流壁面区域，这个紊流壁面区域的特征是在壁面附近有滚动偶或层流系统，它沿流动方向延伸，所说的方法包括利用被动方式向所说的壁面区域引进一个紊流来提高或抑制滚动偶的形成，从而增大或减小流动场内的紊乱。

2、一种用于增大边界层或其它具有约束壁的流体流动场内紊流的方法，所说的边界层或具有约束壁的流体流动场具有一个紊流壁面区域，这个紊流壁面区域的特征是在壁面附近有一个滚动偶或层流的系统，所说的滚动偶或层流的直径在功能上与流动的强度有关，这个滚动偶或层流沿流动方向延伸，所说的方法包括向所说的壁面区域引入一个被动的扰乱来促进所说的滚动偶的形成。

3、用于降低约束壁表面附近的流体流动场的紊流壁面区域内的紊流阻力的设备，其中所说的紊流壁区域的特征是在壁面附近有一个滚动偶或层流系统，所说的滚动偶或层流具有与流体流动的力量功能上相关的直径，所说的设备包含一个用于向所说的壁面区域引进一个被动扰乱的装置，所引进的被动扰乱可以抑制所说的滚动偶的形成。

4、根据权利要求3所述的设备，其特征在于所说装置的形式是在所说的壁面上形成一个二维的凸起阵列，或在壁面内形成凹流。

5、根据权利要求3所述的设备，其特征在于所说的阵列包括在垂直于流体流动方向上以连续的列布置的众多凸起，后行中的凸起与于前行中的凸起交错排列。

6、根据权利要求5所述的设备，其特征在于所说的凸起是规则地交错交错布置。

7、根据权利要求3所述的设备，其特征在于所说的凸起是随意交错的。

8、根据权利要求5所述的设备，其特征在于所说的凸起向流体中凸进的距离为5至15壁单位，其中一个壁单位为粘度除以密度和剪切力的平方根所得的值。

9、根据权利要求8所述的设备，其特征在于所说的凸起呈V形，这些凸起的顶点朝向流体流动方向的上游。

10、根据权利要求9所述的设备，其特征在于所说凸起的顶角在50～90°范围内。

11、根据权利要求9所述的设备，其特征在于在行内，凸起之间的节距在一个凸起为200～300壁单位的范围内。

12、根据权利要求9所述的设备，其特征在于在流动方向上，这些凸起的节距在每200～400壁单位一行的范围内。

13、根据权利要求9所述的设备，其特征在于在流动方向上这些凸起的尺寸大小在150～250壁单位的范围内。

14、用于使边界层或其它具有约束壁的流体流动场内紊流增大的设备，其中的边界层或具有约束壁的流体流动场具有一个紊流壁区域，这个区域的特征是在约束壁附近，有一个自然的滚动偶或滚动层流的系统，所说的滚动偶或层流具有在功能上与流动强度有关的直径，并且这个滚动偶或滚动层流沿流动方向延伸，所说的设备包括一个用于向所说紊流壁区域内引入一个被动扰乱的装置，这个被动扰乱可以促进所说滚动偶的形成。

15、用于增大壁面附近流体流动场的紊流壁区域内的紊流阻力的设备，其中所说的紊流壁区域的特征是在壁面附近有滚动偶或层流的自然系统，所说的滚动偶或层流具有在功能上与流动强度相关的直径，所说的设备包括用于向所说的紊流壁区域内引进一个被动扰乱的装置，它可以促进所说滚动偶的形成。

16、根据权利要求15所述的设备，其特征在于所说的装置的形式是在所说的壁面上形成凸起的二维阵列，或在壁面内形成凹坑。

17、根据权利要求15所述的设备，其特征在于所说的阵列包括在垂直于流体流动方向上连续行的形式布置的众多凸起，后行中的凸起与前行中的凸起相互对齐。

18、根据权利要求17所述的设备，其特征在于所说的凸起向流体中凸进的距离在5～15壁单位范围内，其中一个壁单位为粘度除以流体密度和剪切力的平方根所得的值。

19、根据权利要求18所述的设备，其特征在于所说的凸起为V形，凸起的顶点朝向流动方向的上游。