[发明专利]可调摆动频率的绕流装置及方法

权利要求书

1.一种可调摆动频率的绕流装置，其特征在于：

该结构自上而下依次包括绕流部件(1)、摆动频率调节模块、固定底座（6）；

所述摆动频率调节模块包括半柔性支撑件和反馈电路；

所述半柔性支撑件由柔性密封套(3) 和磁力弹簧组成；所述磁力弹簧包括第一永磁铁(2)、第二永磁铁(4)和电磁铁(5)；第一永磁铁(2)与绕流部件(1)连接，第二永磁铁(4)下部与电磁铁(5)上部固定连接，电磁铁(5)与固定底座(6)连接；

所述反馈电路包括检测模块和反馈模块；所述检测模块包括应变传感器(7)和流速变送器(8)；应变传感器(7)附于柔性密封套(3)上，流速变送器(8)置于流域上游；所述反馈模块接入电磁铁(5)的电路中并接收检测模块的输出信号。

2.根据权利要求1所述的可调摆动频率的绕流装置，其特征在于：

所述磁力弹簧布置方式根据结构的放置方式的不同而发生变化：

当绕流部件(1)位于固定底座(6)上方：第二永磁铁(4)与第一永磁铁(2)极性相异，电磁铁(5)与第一永磁铁(2)极性相同；

当绕流部件（1）位于固定底座(6)下方：第二永磁铁(9)与第一永磁铁(2)极性相同，电磁铁(5)与第一永磁铁(2)极性相异。

3.根据权利要求1所述的可调摆动频率的绕流装置的方法，其特征在于：

所述柔性密封套(3)用于固定连接所述的绕流部件(1)和固定底座(6)，同时其内部的装置起到密封保护作用；所述绕流部件(1)在绕流运动中在涡旋的脱落的影响下会左右摆动，绕流部件(1)的摆动频率可随所述半柔性支撑件的固有频率改变而改变；

所述绕流部件(1)的摆动一种是以所述柔性密封套(3)为主导，此时所述柔性密封套(3)的长度改变时，所述柔性密封套(3)的固有频率将会改变，从而影响所述绕流部件(1)的摆动频率；绕流部件(1)的摆动第二种是以所述磁力弹簧为主导，此时所述磁力弹簧的倔强系数改变，所述绕流部件(1)的摆动频率可以改变；

当绕流部件(1)在绕流运动中由于涡旋的脱落发生左右摆动，所述应变传感器(7)检测出柔性密封套(3)的应变并通过算法输出摆动频率：所述流速变送器(8)检测并输出来流流速；

所述反馈模块为：改变电磁铁(5)输入电流的控制电路，通过调节电磁铁(5)的输入电流改变电磁铁(5)的磁场强度，从而改变柔性密封套(3)的长度或所述磁力弹簧的倔强系数，达到调节摆动频率的目的；

反馈模块接受检测模块传来的信号后，调节电磁铁(5)的输入电流，将摆动频率调整至输入流速所对应的共振区，使所述绕流部件(1)的摆动频率与脱涡频率达到共振；

系统达到共振后，检测模块持续监控来流流速和摆动频率，调动反馈模块维持摆动频率在共振区间浮动。

4.一种可调摆动频率的绕流装置，其特征在于：

该结构自上而下依次包括绕流部件(1)、摆动频率调节模块、固定底座(6)；

所述摆动频率调节模块包括半柔性支撑件和反馈电路；

所述半柔性支撑件包括柔性密封套(3)；

该绕流装置还包括控压组件；所述控压组件依次包括气泵(10)、第一通气导管(12-1)、电磁阀(11)、第二通气导管（12-2）组成；第二通气导管(12-2)从固定底座(6)伸入柔性密封套(3)的空腔内，气泵(10)以大气或充入惰性气体的气罐（13）作为气源；

所述反馈电路包括检测模块和反馈模块；所述检测模块包括应变传感器(7)和流速变送器(8)；应变传感器(7)附于柔性密封套(3)上，流速变送器(8)放置在流域上游；所述反馈模块接收检测模块的输出信号并接入电磁阀(11)和气泵(10)的电路中。

5.根据权利要求4所述的可调摆动频率的绕流装置的方法，其特征在于：

所述绕流部件(1)在绕流运动中在涡旋的脱落的影响下会左右摆动，绕流部件(1)的摆动频率随所述半柔性支撑件的固有频率改变而改变；改变柔性密封套(3)空腔内的气压，可改变所述半柔性支撑件的固有频率，从而改变所述绕流部件(1)的摆动频率；

当绕流部件(1)在绕流运动中由于涡旋的脱落发生左右摆动，所述应变传感器(7)检测出柔性密封套(3)的应变并通过算法输出摆动频率：所述流速变送器(8)检测并输出来流流速；

所述反馈模块为：控制所述电磁阀(11)及气泵(10)电压输入的控制电路，通过对电磁阀(11)和气泵(10)电路通路和断路的控制，使柔性密封套(3)从大气或所述气罐(13)中抽气，或向大气中排气，从而改变所述柔性密封套(3)内腔气压，从而调节所述绕流部件(1)的摆动频率；

反馈模块接受检测模块传来的信号后，调节电磁阀(11)及气泵(10)的通路或断路，将摆动频率调整至输入流速所对应的共振区，使所述绕流部件(1)的摆动频率与脱涡频率达到共振；

系统达到共振后，检测模块持续监控来流流速和摆动频率，调动反馈模块维持摆动频率在共振区间浮动。