[发明专利]一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构及其应用

说明书

本公开提供了一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构，所述结构由若干V型槽组合而成，所述V型槽布置方向与流体的流向相互垂直，所述V型槽的宽为W；所述V型槽的高为H；所述V型槽的宽高比W/H为2。使用本公开结构时，在所述V型槽内能产生稳定的边界涡，以明显增加减阻效果。

技术领域

本公开涉及气流减阻的技术领域，尤其涉及一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构及其应用。

背景技术

在机翼、压气机叶片、回转体等航空航天领域，流体在经过上述结构时，会产生阻力。目前的减阻方式通常采用额外的控制机构或注入额外的物质实现减阻。由此可见，现有的减阻技术需要额外注入物质、消耗额外的能量、或者装置难以制备、成本高、减阻效果不稳定。

发明内容

为了解决上述技术问题中的至少一个，本公开提供了一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构，利用特定的沟槽结构在槽内形成漩涡，从而使得流动涡串边界代替固壁边界，进而产生高效减阻效果。

根据本公开的一个方面，一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构，所述结构由若干V型槽组合而成，所述V型槽布置方向与流体的流向相互垂直，所述V型槽的宽为W；所述V型槽的高为H；所述V型槽的宽高比W/H为2。

根据本公开的至少一个实施方式，所述V型槽顶角为90°。

根据本公开的至少一个实施方式，所述V型槽的高度H为使得流体在槽内产生稳定的漩涡的高度。

根据本公开的至少一个实施方式，所述V型槽的高度H由流体流速U和流体的运动粘度υ决定，且：

其中：所述V型槽的高度为H，H单位为m；流体流速为U，U单位为m/s；流体的运动粘度为υ，υ单位为m²/s；Re代表雷诺数，其中L代表特征长度。

本公开还提供了一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构的机翼，所述机翼的全部或部分表面具有如上所述的基于稳定涡串减阻的横向V槽结构。

本公开还提供了一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构的压气机叶片，所述压气机叶片的全部或部分表面具有如上所述的基于稳定涡串减阻的横向V槽结构。

本公开还提供了一种基于稳定涡串减阻的横向V槽结构的回转体，所述回转体的全部或部分表面如上所述的基于稳定涡串减阻的横向V槽结构。

附图说明

附图示出了本公开的示例性实施方式，并与其说明一起用于解释本公开的原理，其中包括了这些附图以提供对本公开的进一步理解，并且附图包括在本说明书中并构成本说明书的一部分。

图1是根据本公开的至少一个实施方式的结构示意图。

图2是根据本公开的至少一个实施方式的稳定漩涡示意图。

图3是根据本公开的至少一个实施方式的槽内涡稳定的动力学模型。

图4是根据本公开的至少一个实施方式的涡串减阻示意图。

图5是根据本公开的至少一个实施方式的涡稳定的数值实验验证。

图6是根据本公开的减阻特性实验验证。

具体实施方式

下面结合附图和实施方式对本公开作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于解释相关内容，而非对本公开的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本公开相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本公开中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本公开。

实施例