[发明专利]振荡涡旋发生器及其应用

说明书

本发明的技术领域及背景技术

本发明在其一些实施方式中涉及空气动力（aerodynamic）表面或流体动力（hydrodynamic）表面上的振荡涡旋产生，并且更具体地但并非唯一地，涉及翼面（airfoil）处（诸如飞机机翼或风力涡轮机叶片上）的振荡涡旋产生。

在本领域中已知几种用于主动操纵一表面上的流体流动的方法。一种广泛使用的方法利用主动流动控制来增加空气动力表面上的湍流，并且更具体地是湍流的某些相关等级，例如通过使用合成喷射致动器。

属于Glezer等人的US 2007/0095987公开了一种合成喷射致动器，包括喷射壳体，该喷射壳体使具有一定量的流体的内室与室的一个维度中的小孔相结合，该小孔将内室连接至控制流体的外部环境。所公开的合成喷射致动器可操作成周期性地改变内室内的容积，从而产生由一系列流体涡旋夹带的合成喷射流并喷射至外部环境。

例如属于Cueman等人的US 2007/152104公开了一种结合在各种应用（诸如飞机发动机或机翼）中的合成喷射致动器的阵列。每个致动器均包括室、流动控制端口（室的一个维度中的小孔）、以及相对的平行侧壁，所述侧壁构造为膨胀时分开并紧缩到一起，以响应输入流过通过流动控制端口的控制流体。

属于Saddoughi的US 2003/075615公开了一种设置在流路的壁（诸如翼面）中的合成喷射致动器。该合成喷射致动器由壁中的矩形腔构成，其中，腔的敞开侧由致动器叶片覆盖，使得在覆盖的开口中留出小孔。

另外的背景技术包括：Godsk,K.B.的WO 08/113349、属于Wiltse,J.等人的US 5,758,823、属于Amitay,M.等人的US 6,412,732、以及属于Philippe G.的US 2006/140760。

发明内容

本发明的一些实施方式的一个方面涉及用于空气动力表面或流体动力表面（诸如飞机机翼或风力涡轮机叶片的）的改型翻新装置。在一些实施方式中，该改型翻新装置包括多个振荡涡旋发生器以及可选地一个以上的传感器和/或控制器。可选地，该改型翻新装置包括包含线和管的闭环系统并适于安装在例如空气动力表面的一表面上。

本发明的一些实施方式的一个方面涉及包含一个腔的振荡涡旋发生器，该腔具有五个壁和一个未覆盖的敞开侧，其中，这些壁中的至少一个包括用于产生振荡涡旋的有源元件（active element）。

本发明的一些实施方式的一个方面涉及楔形的振荡涡旋发生器，其中，该楔形件的壁中的至少一个包括用于产生振荡涡旋的有源元件。

根据本发明的第二方面和第三方面的涡旋发生器可用在第一方面中。可替代地，根据它们的大小以及改型翻新装置中的可用空间，可使用本领域中已知的其他涡旋发生器、其他类型的传感器和其他类型的控制器。

本发明的一些实施方式的一个方面涉及具有机翼或其他表面的飞机或者涉及具有叶片的风力涡轮机，其安装有根据本发明的各种方面的一个以上的振荡涡旋发生器或改型翻新装置。

根据本发明的一些实施方式的一个方面，提供了一种用于控制一元件的一空气动力表面或流体动力表面上的流动的振荡涡旋发生器装置，本振荡涡旋发生器装置包括：

两个主壁和两个其他壁，这两个主壁彼此相对地定位，形成第一对壁，这四个壁每个均具有近端和远端，这些远端连接至一空气动力表面或流体动力表面；

连接件，在壁的近端处连接壁；以及

处于空气动力表面或流体动力表面中的一开口，该开口基本与两个主壁和两个其他壁邻近。

根据本发明的一些实施方式，两个主壁中的一个上安装有压电致动器。根据本发明的一些实施方式，两个主壁中的每个上安装压电致动器。

根据本发明的一些实施方式，主壁之间的距离在0.1mm到10mm之间。可选地，主壁之间的距离在0.5mm到1.5mm之间。可选地，主壁之间的距离约为1mm。

根据本发明的一些实施方式，两个主壁是基本平行的。根据本发明的一些实施方式，两个主壁是基本不平行的。

根据本发明的一些实施方式，空气动力表面或流体动力表面为一翼面。

根据本发明的一些实施方式的一个方面，提供了一种用于控制空气动力表面或流体动力表面上的流动的楔形的振荡涡旋发生器装置，本振荡涡旋发生器包括：

两个主壁和两个其他壁，这两个主壁彼此相对地定位，形成第一对壁，这四个壁具有近端和远端，这些远端定位在一空气动力表面或流体动力表面处；

连接件，在壁的近端处连接壁；以及