[发明专利]一种刚柔相间结构的仿生减阻降噪表面

说明书

技术领域

本发明涉及一种表面结构，特别涉及一种刚柔相间结构的仿生减阻降噪表面。

背景技术

高速运行的地面交通工具、飞行器及其它水中航行体，其主要能耗用于克服流体介质的摩擦阻力。其它以流体为工质的动力机械如流体泵、长输管道及水力机械系统等也普遍存在由于摩擦阻力造成的能源消耗巨大的问题。降低运输工具及其它动力机械的摩擦阻力，提高航行速度及工作效率是国家节能减排战略的重大需求。

近几十年来，研究者通过在壁面加工不能的表面形态，在一定程度上起到减小摩擦阻力的作用。本发明受鱼鳍由刚性鳍条与柔性皮肤形成的特殊结构启发，提出了一种刚柔相间的仿生减阻表面。顺流向布置该表面可大幅减小流体介质中物体的摩擦阻力，并能抑制气动噪声。

发明内容

本发明是在刚性表面上由刚性肋条和柔性条交错相间分布构成。

所述的刚性肋条的截面形状为半圆形、三角形或半椭圆等，刚性肋条高于柔性条0.2～5mm，刚性肋条的间距为1～15mm，柔性条的厚度为0.5～4mm。

本发明的有益效果是：

（1）刚性表面的刚性肋条形成的中间沟槽可以限制流向涡的展向运动，使壁面湍流猝发强度变弱，降低了壁面摩擦阻力。

（2）两刚性肋条间的柔性条壁面可以减小壁面湍流猝产生的脉动压力，抑制壁面涡脱落的频率，进一步减小摩擦阻力，降低流动噪声。

附图说明

图1为本发明第一实施例的截面示意图。

图2为本发明第二实施例的截面示意图。

图3为本发明第三实施例的截面示意图。

图4为本发明第一实施例的单元截面示意图。

图5为本发明第二实施例的单元截面示意图。

图6为本发明第三实施例的单元截面示意图。

具体实施方式

请参阅图1和图4所示，为本发明的第一实施例，本实施例是在刚性表面上由刚性肋条1和柔性条2交错相间分布构成，刚性肋条1的截面形状为半圆形，其半径R为3mm，刚性肋条1之间的间距L为10mm，柔性条2的厚度N为2mm。

请参阅图2和图5所示，为本发明的第二实施例，本实施例是在刚性表面上由刚性肋条1和柔性条2交错相间分布构成，刚性肋条1的截面形状为三角形，其三角形顶角α为60°，顶点到底边的高度H为5mm，刚性肋条1之间的间距L为8mm，柔性条2的厚度N为2mm。

请参阅图3和图6所示，为本发明的第三实施例，本实施例是在刚性表面上由刚性肋条1和柔性条2交错相间分布构成，刚性肋条1的截面形状为半椭圆形，其椭圆的长轴a为5mm，短半轴b为1.5mm，刚性肋条1之间的间距L为10mm，柔性条2的厚度N为1mm。

所述的柔性条的材质可以是橡胶。