[实用新型]湍流减阻贴膜

说明书

技术领域

本发明涉及空气动力学零部件领域，尤其涉及一种能使得减弱湍流的减阻贴膜。

背景技术

随着世界经济的发展，全球燃料消费不断提升。同时，全球已经探明的燃料总量是有限的。提高燃料的利用效率，降低能源浪费是世界各国所面临的问题。

物体(比如汽车、火车或者低速飞行器)在流体中(液体或气体，比如空气)运动时会产生阻力，阻力会阻止物体的运动，因此阻力会降低物体的运动速度，或增加物体在运动时或加速时的油耗。以小型客车为例，在以100km/h的速度行驶时，其用于气动阻力所花费的能量占到燃油消耗量的50％左右。较大型的普通货车在100km/h的速度下用于气动阻力所花费的能量占到的燃油消耗量则为32％左右。数据统计显示，当物体的运行速度在80km/h～300km/h时，气动阻力引起的燃油消耗量在总燃油消耗量中占据十分显著的比例，该比例通常会在30％以上。

就目前的地面交通体系来说，80km/h～300km/h的范围是地面交通工具(比如汽车和火车)的主要运行时速范围。并且，部分低速飞行器的时速也在此范围内，因此，如何降低气动阻力引起的燃油消耗是降低总体能耗的一个重要因素。

以汽车为例，通常，汽车设计者按照空气动力学和流体力学的原理，改变汽车的外形，来减少汽车暴露在流体中的峰面，使得层流边界最大化，从而减少汽车运动过程中的阻力。但是，由于空气动力学要求与日常对汽车的要求(比如空间、乘坐舒适性、容量等)存在显著矛盾，将所有的车辆(例如货车、巴士、集装箱卡车等)的外形都设计成跑车或快艇一样符 合空气动力学原理显然是不可能的。因此通过改变汽车外形降低气动阻力的方法存在一定局限性，仅适用于跑车和赛车等单纯追求速度的领域。对其他的车辆显然其他因素比单纯的速度更加重要。并且，对于已经存在的车辆，要改变他们的外形既不经济，也不可行。于是就需要通过其它技术手段对汽车的阻力系数进行改进，从而提高汽车的燃油经济性，减少能源消耗。

发明内容

本发明旨在提出一种减阻膜，减阻膜覆盖于物体的表面，减阻膜上具有湍流引导结构，能够减弱湍流，通过减小后方负压区的方式来减小阻力。

根据本发明的一实施例，提出一种减阻膜，减阻膜的表面形成有凹穴，凹穴间隔分布并形成阵列，凹穴的深度小于凹穴的直径，所述减阻膜覆盖于运动物体的表面，凹穴使得层流边界沿着运动物体的长度方向向后延展。

在一个实施例中，凹穴形成三角形阵列或四边形阵列，三角形阵列中，每一行的凹穴的中心互相对齐，每一列的凹穴的中心交错；四边形阵列中，每一行和每一列的凹穴的中心均互相对齐。

在一个实施例中，凹穴为球形凹穴，直径为D＝1～150mm，凹穴的冠高H＝(0.1～0.5)D，相邻凹穴的中心距L＝(1.1～7.5)D。

在一个实施例中，凹穴为六边形凹穴，内接圆直径为D＝1～150mm，凹穴的深H＝(0.1～0.7)D，倾角球α＝0°～60°，相邻凹穴的中心距L＝(1.1～7.5)D。

在一个实施例中，凹穴为八边形凹穴，内接圆直径为D＝1～150mm，凹穴的深H＝(0.1～0.7)D，倾角球α＝0°～60°，相邻凹穴的中心距L＝(1.1～7.5)D。

在一个实施例中，凹穴为圆锥形凹穴，大端直径为D＝1～150mm，凹穴的深H＝(0.1～0.7)D，倾角球α＝0°～60°，相邻凹穴的中心距L＝(1.1～7.5)D。

本发明的减阻膜被覆盖于运动物体的表面，比如贴在汽车、轨道交通车辆、火车、低速飞行器的外壳上，利用由凹穴阵列形成的湍流引导结构 来减小湍流，使层流边界沿着运动物体长度方向向后延展，其效果是减小位于物体后方的负压区，使得运动物体前方和后方的压力差减小，从而降低气动阻力。

附图说明

下面结合附图对本发明的具体实施方式做进一步详细具体的说明。

图1、图2和图3揭示了根据本发明的第一实施例的减阻膜的结构，其中凹穴为球形凹穴。图1和2是该减阻膜的俯视结构，图3是该减阻膜的截面结构。图1中凹穴形成三角形阵列，图2中凹穴形成四边形阵列。

图4、图5和图6揭示了根据本发明的第二实施例的减阻膜的结构，其中凹穴为六边形凹穴。图4和图5是该减阻膜的俯视结构，图6是该减阻膜的截面结构。图4中凹穴形成三角形阵列，图5中凹穴形成四边形阵列。