本發(fā)明涉及流體動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)控制，特別是涉及一種螺旋型展向模態(tài)控制器，適用于高速流體中應(yīng)用主體(如飛機(jī)機(jī)翼、風(fēng)力發(fā)電機(jī)葉片等)的振動(dòng)和噪聲控制。

背景技術(shù)：

1、在高速流體繞流應(yīng)用主體時(shí)，如飛機(jī)機(jī)翼、風(fēng)力渦輪葉片或高速列車車身等，常常會(huì)因?yàn)檎瓜蚰B(tài)而誘發(fā)振動(dòng)和噪聲問題。這些問題不僅影響結(jié)構(gòu)的性能和壽命，還可能對(duì)周圍環(huán)境造成干擾。傳統(tǒng)的控制方法往往效果有限，且可能增加結(jié)構(gòu)的重量和成本。因此，開發(fā)新型的控制技術(shù)以抑制這些不利影響變得尤為重要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種螺旋型展向模態(tài)控制器，以解決上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，能夠有效抑制應(yīng)用主體結(jié)構(gòu)在流體繞流過程中產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲和振動(dòng)，同時(shí)盡可能減少對(duì)應(yīng)用主體氣動(dòng)特性的負(fù)面影響。

2、為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下方案：

3、本發(fā)明提供一種螺旋型展向模態(tài)控制器，包括：螺旋型微肋結(jié)構(gòu)，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)用于設(shè)置在應(yīng)用主體的表面，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)至少圍繞應(yīng)用主體螺旋設(shè)置一圈，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)與來流之間具有夾角。

4、優(yōu)選地，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)與來流之間的夾角θ為10°-45°。

5、優(yōu)選地，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的高度h為：

6、h＝ch·lc·re-n

7、其中，ch是一個(gè)無量綱常數(shù)，0.1≤ch≤10；lc為應(yīng)用主體的弦長；re為雷諾數(shù)；n為指數(shù)，n＝0.5。

8、優(yōu)選地，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的高度d為：

9、d＝cd·h

10、其中，cd是寬度系數(shù)，0.2≤cd≤1。

11、優(yōu)選地，相鄰圈的所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)之間的距離w為：

12、w＝cw·h

13、其中，cw是間距系數(shù)，50≤cw≤100。

14、優(yōu)選地，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的截面為矩形、三角形或梯形。

15、優(yōu)選地，相鄰圈的所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)之間的距離相同或不同。

16、優(yōu)選地，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料或金屬材料制成。

17、優(yōu)選地，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置有涂層或紋理。

18、本發(fā)明相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)取得了以下技術(shù)效果：

19、本發(fā)明的螺旋型展向模態(tài)控制器通過在應(yīng)用主體表面布置一系列螺旋型微肋結(jié)構(gòu)來抑制振動(dòng)和噪聲。螺旋型微肋結(jié)構(gòu)與來流呈一定角度，能夠通過微小擾動(dòng)破壞流場在應(yīng)用主體展向的一致性，減弱渦結(jié)構(gòu)沿應(yīng)用主體展向的相干性，從而有效抑制展向模態(tài)誘發(fā)的物體振動(dòng)和噪聲。本發(fā)明的螺旋型展向模態(tài)控制器的潛在應(yīng)用非常廣泛，包括但不限于航空航天、風(fēng)力發(fā)電、高速列車等領(lǐng)域。通過在關(guān)鍵部件上應(yīng)用這種技術(shù)，可以顯著提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能，同時(shí)減少對(duì)環(huán)境的噪聲污染，具有重要的實(shí)際意義和廣闊的市場前景。此外，螺旋型展向模態(tài)控制器的設(shè)計(jì)和制備方法簡單，易于實(shí)施，且不會(huì)顯著增加結(jié)構(gòu)的重量和成本，這使得該技術(shù)具有很高的實(shí)用價(jià)值和經(jīng)濟(jì)性。

技術(shù)特征：

1.一種螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：包括：螺旋型微肋結(jié)構(gòu)，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)用于設(shè)置在應(yīng)用主體的表面，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)至少圍繞應(yīng)用主體螺旋設(shè)置一圈，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)與來流之間具有夾角。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)與來流之間的夾角θ為10°-45°。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的高度h為：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的高度d為：

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：相鄰圈的所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)之間的距離w為：

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的截面為矩形、三角形或梯形。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：相鄰圈的所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)之間的距離相同或不同。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)采用復(fù)合材料或金屬材料制成。

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋型展向模態(tài)控制器，其特征在于：所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)的表面設(shè)置有涂層或紋理。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種螺旋型展向模態(tài)控制器，涉及流體動(dòng)力學(xué)和振動(dòng)控制技術(shù)領(lǐng)域，包括：螺旋型微肋結(jié)構(gòu)，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)用于設(shè)置在應(yīng)用主體的表面，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)至少圍繞應(yīng)用主體螺旋設(shè)置一圈，所述螺旋型微肋結(jié)構(gòu)與來流之間具有夾角。本發(fā)明的螺旋型展向模態(tài)控制器能夠有效抑制應(yīng)用主體結(jié)構(gòu)在流體繞流過程中產(chǎn)生的氣動(dòng)噪聲和振動(dòng)，同時(shí)盡可能減少對(duì)應(yīng)用主體氣動(dòng)特性的負(fù)面影響。

技術(shù)研發(fā)人員：劉媛,劉沛清,郭昊,張徑銘,胡天翔
受保護(hù)的技術(shù)使用者：北京航空航天大學(xué)
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19