一种流体振荡器阵列及其频率同步方法技术

技术编号:22556821 阅读:33 留言:0更新日期:2019-11-16 00:56
一种流体振荡器阵列及其频率同步方法,包括第1个至第N个流体振荡器,N≥2;第n个流体振荡器的反馈出口与第n+1个流体振荡器的反馈回口连通形成反馈通道;本公开能够将含有两个及以上流体振荡器的阵列中所有的流体振荡器的振荡频率同步,并且其工作时相邻振荡器之间具有固定的相位差,即使每个流体振荡器单独工作时的振荡频率不同,通过本公开的同步方法进行同步控制,能够使振荡器应用于大范围的流动分离控制,如航空发动机进气道内、离心或轴流压气机内、高/低压压气机过渡段、高/低压涡轮过渡段、飞机襟翼及尾翼处的流动分离,有效提高流动分离的控制效率,从而达到提高发动机工作效率,拓宽飞机飞行包线的目的。

A fluid oscillator array and its frequency synchronization method

A fluid oscillator array and a frequency synchronization method thereof, including the first to the nth fluid oscillators, n \u2265 2; the feedback outlet of the nth fluid oscillator is connected with the feedback outlet of the nth + 1st fluid oscillator to form a feedback channel; the present disclosure can synchronize the oscillation frequencies of all the fluid oscillators in the array containing two or more fluid oscillators, and they are adjacent in operation There is a fixed phase difference between the oscillators. Even if the oscillation frequency of each fluid oscillator is different when it works alone, the synchronous control by the synchronous method of the present disclosure can enable the oscillator to be applied to a wide range of flow separation control, such as in the inlet of an aeroengine, in the centrifugal or axial flow compressor, in the transition section of a high / low pressure compressor, in the transition section of a high / low pressure turbine, in an aircraft The flow separation at flap and tail can effectively improve the control efficiency of flow separation, so as to improve the working efficiency of engine and broaden the flight envelope of aircraft.

【技术实现步骤摘要】
一种流体振荡器阵列及其频率同步方法
本公开涉及一种振荡器阵列,尤其涉及一种流体振荡器阵列及其频率同步方法。
技术介绍
主动流动控制是在流动环境中直接注入合适的扰动模式以与系统的内在模式相耦合,达到以小的能量消耗获取高的控制效益,起到“四两拨千斤”的控制作用。与传统的被动控制方法或稳态吹吸方法相比,基于周期性非稳态激励的主动流动控制方法效率更高。这些周期性非稳态的扰动可以由各种激励器产生。相比较其他类型的激励器,流体振荡器没有任何活动部件,能在一定的稳态进口流体压力下,在出口处产生振荡射流。由于其振荡流动完全是自激发和自维持的,完全依靠自身内部的流体特性,所以它的可靠性和鲁棒性具有天然优势。并且其工作频率范围宽广,从几十赫兹到几万赫兹;射流速度可实现从亚音速到超音速的变化。流体振荡器的工作完全是自激发和自维持的,如果各自单独工作,它们的输出射流将独立地振荡并且各自产生相对随机的流动。即使各个振荡器具有相同的设计尺寸,由于其工作特性对内部流道的几何形状非常敏感,加工和装配时存在的微小差异就会导致它们的振荡频率和射流速度分布存在显著差异。
技术实现思路
为了解决上述技术问题,本公开提供了一种流体振荡器阵列及其频率同步方法,具体实现方式:本公开流体振荡器阵列的第一种优选方案:一种流体振荡器阵列,所述流体振荡器包括:进口、第一侧壁通道、第二侧壁通道、第一出口、第二出口;所述进口通过第一侧壁通道与第一出口连通;所述进口通过第二侧壁通道与第二出口连通;所述第一侧壁通道靠近第一出口设有第一反馈出口;所述第二侧壁通道靠近第二出口设有第二反馈出口;所述进口连通有第一反馈回口和第二反馈回口;流体振荡器阵列包括第1个至第N个流体振荡器,N≥2;第n个流体振荡器的第一反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口连通形成第一反馈通道;第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第二反馈回口连通形成第二反馈通道;n<N;第1个流体振荡器的第一反馈回口与第N个流体振荡器的第二反馈出口连通形成第三反馈通道;第1个流体振荡器的第二反馈回口与第N个流体振荡器的第一反馈出口连通形成第四反馈通道。进一步的,全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的长度相同,并且全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的截面积相同。再进一步的,第n个流体振荡器的第一反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口之间通过通道活动连接或固定连接,和/或第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第二反馈回口之间通过通道活动连接或固定连接,和/或第1个流体振荡器的第一反馈回口与第N个流体振荡器的第二反馈出口通过通道活动连接或固定连接,和/或第1个流体振荡器的第二反馈回口与第N个流体振荡器的第一反馈出口通过通道活动连接或固定连接。本公开流体振荡器阵列的第二种优选方案:一种流体振荡器阵列,所述流体振荡器包括:进口、第一侧壁通道、第二侧壁通道、第一出口、第二出口;所述进口通过第一侧壁通道与第一出口连通;所述进口通过第二侧壁通道与第二出口连通;所述第一侧壁通道靠近第一出口设有第一反馈出口;所述第二侧壁通道靠近第二出口设有第二反馈出口;所述进口连通有第一反馈回口和第二反馈回口;流体振荡器阵列包括第1个至第N个流体振荡器,N≥2;第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口连通形成第一反馈通道;第n个流体振荡器的第二反馈回口与第n+1个流体振荡器的第一反馈出口连通形成第二反馈通道;n<N;第1个流体振荡器的第一反馈出口与第1个流体振荡器的第一反馈回口连通形成第三反馈通道;第N个流体振荡器的第二反馈出口与第N个流体振荡器的第二反馈回口连通形成第四反馈通道。进一步的,所有流体振荡器的进口均为同一方向,所述第一反馈通道和第二反馈通道交叉。在三维空间中,第一反馈通道和第二反馈通道并不在一个平面上,不存在交点,因此本公开所述“交叉”为第一反馈通道和第二反馈通道在二维投影平面上体现为“交叉”的特征;进一步的,第n个流体振荡器与第n+1个流体振荡器的进口朝向相反;所述第一反馈通道与第二反馈通道无交叉。进一步的,所述第n个流体振荡器与第n+1个流体振荡器的位置高低交错布置,并且所有流体振荡器的第一进口、第二进口均位于同一控制线上。进一步的,全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的长度相同,并且全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的截面积相同。进一步的,第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口之间通过一通道活动连接或固定连接,和/或第n个流体振荡器的第二反馈回口与第n+1个流体振荡器的第一反馈出口之间通过一通道活动连接或固定连接,和/或第1个流体振荡器的第一反馈出口与第1个流体振荡器的第一反馈回口连通过通道活动连接或固定连接,和/或第N个流体振荡器的第二反馈出口与第N个流体振荡器的第二反馈回口通过通道活动连接或固定连接。本公开流体振荡器阵列频率同步方法的第一种优选方案:一种流体振荡器阵列的频率同步方法,根据需要控制的流动分离范围,选择相应数量的流体振荡器构成本公开流体振荡器阵列的第一种优选方案的流体振荡器阵列;射出一主射流从N个流体振荡器的进口同时进入所有流体振荡器内;当主射流从第n个流体振荡器的第一侧壁通道或第二侧壁通道经第一出口或第二出口射出时,将使得部分射流经由第n个流体振荡器的第一反馈出口或第二反馈出口流经其第一反馈通道或第二反馈通道流向第n+1个流体振荡器的第一反馈回口或第二反馈回口射出;此时第n+1个流体振荡器的第一反馈回口或第二反馈回口的压力增大,迫使主射流经其第二侧壁通道或第一侧壁通道从第二出口或第一出口射出;当主射流从第N个流体振荡器的第一侧壁通道或第二侧壁通道从第一出口或第二出口射出时,将使得部分射流经由第N个流体振荡器的第一反馈出口或第二反馈出口流经第四反馈通道流或第三反馈通道向第1个流体振荡器的第二反馈回口或第一反馈回口射出,此时第1个流体振荡器内的第二反馈回口或第一反馈回口的压力增大,迫使第1个流体振荡器内的主射流经第一侧壁通道或第二侧壁通道从第一出口或第二出口射出;主射流从每个流体振荡器的第一出口或第二出口交替离开;每个流体振荡器频率同步。进一步的,根据所需的阵列同步频率和/或根据出口射流的振荡速度分布,调整进口的压力大小。作为本公开的同步方法的另一实施方案:一种流体振荡器阵列的频率同步方法,根据需要控制的流动分离范围,选择相应数量的流体振荡器构成本公开流体振荡器阵列的第二种优选方案的流体振荡器阵列;射出一主射流从N个流体振荡器的进口同时进入所有流体振荡器内;当主射流从本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种流体振荡器阵列,所述流体振荡器包括:进口、第一侧壁通道、第二侧壁通道、第一出口、第二出口;/n所述进口通过第一侧壁通道与第一出口连通;所述进口通过第二侧壁通道与第二出口连通;/n所述第一侧壁通道靠近第一出口设有第一反馈出口;所述第二侧壁通道靠近第二出口设有第二反馈出口;所述进口连通有第一反馈回口和第二反馈回口;/n其特征在于,包括第1个至第N个流体振荡器,N≥2;/n第n个流体振荡器的第一反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口连通形成第一反馈通道;第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第二反馈回口连通形成第二反馈通道;n<N;/n第1个流体振荡器的第一反馈回口与第N个流体振荡器的第二反馈出口连通形成第三反馈通道;第1个流体振荡器的第二反馈回口与第N个流体振荡器的第一反馈出口连通形成第四反馈通道。/n

【技术特征摘要】
1.一种流体振荡器阵列,所述流体振荡器包括:进口、第一侧壁通道、第二侧壁通道、第一出口、第二出口;
所述进口通过第一侧壁通道与第一出口连通;所述进口通过第二侧壁通道与第二出口连通;
所述第一侧壁通道靠近第一出口设有第一反馈出口;所述第二侧壁通道靠近第二出口设有第二反馈出口;所述进口连通有第一反馈回口和第二反馈回口;
其特征在于,包括第1个至第N个流体振荡器,N≥2;
第n个流体振荡器的第一反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口连通形成第一反馈通道;第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第二反馈回口连通形成第二反馈通道;n<N;
第1个流体振荡器的第一反馈回口与第N个流体振荡器的第二反馈出口连通形成第三反馈通道;第1个流体振荡器的第二反馈回口与第N个流体振荡器的第一反馈出口连通形成第四反馈通道。


2.如权利要求1所述的一种流体振荡器阵列,其特征在于:全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的长度相同,并且全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的截面积相同。


3.如权利要求1或2所述的一种流体振荡器阵列,其特征在于:第n个流体振荡器的第一反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口之间通过通道活动连接或固定连接,和/或
第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第二反馈回口之间通过通道活动连接或固定连接,和/或
第1个流体振荡器的第一反馈回口与第N个流体振荡器的第二反馈出口通过通道活动连接或固定连接,和/或
第1个流体振荡器的第二反馈回口与第N个流体振荡器的第一反馈出口通过通道活动连接或固定连接。


4.一种流体振荡器阵列,所述流体振荡器包括:进口、第一侧壁通道、第二侧壁通道、第一出口、第二出口;
所述进口通过第一侧壁通道与第一出口连通;所述进口通过第二侧壁通道与第二出口连通;
所述第一侧壁通道靠近第一出口设有第一反馈出口;所述第二侧壁通道靠近第二出口设有第二反馈出口;所述进口连通有第一反馈回口和第二反馈回口;
其特征在于,包括第1个至第N个流体振荡器,N≥2;
第n个流体振荡器的第二反馈出口与第n+1个流体振荡器的第一反馈回口连通形成第一反馈通道;第n个流体振荡器的第二反馈回口与第n+1个流体振荡器的第一反馈出口连通形成第二反馈通道;n<N;
第1个流体振荡器的第一反馈出口与第1个流体振荡器的第一反馈回口连通形成第三反馈通道;第N个流体振荡器的第二反馈出口与第N个流体振荡器的第二反馈回口连通形成第四反馈通道。


5.如权利要求4所述的一种流体振荡器阵列,其特征在于:所有流体振荡器的进口均为同一方向,所述第一反馈通道和第二反馈通道交叉。


6.如权利要求4所述的一种流体振荡器阵列,其特征在于:第n个流体振荡器与第n+1个流体振荡器的进口朝向相反;所述第一反馈通道与第二反馈通道无交叉。


7.如权利要求6所述的一种流体振荡器阵列,其特征在于:所述第n个流体振荡器与第n+1个流体振荡器的位置高低交错布置,并且所有流体振荡器的第一进口、第二进口均位于同一控制线上。


8.如权利要求4-7任一项所述的一种流体振荡器阵列,其特征在于:全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的长度相同,并且全部所述第一反馈通道、全部所述第二反馈通道、所述第三反馈通道、所述第四反馈通道的截面积相同。


9.如权利要求4-7任一项所述的一种流体振荡器阵列,其特征在于:第n个流体振荡器的第...

【专利技术属性】
技术研发人员:王士奇卢锡安巴尔达斯袁善虎朱大明
申请(专利权)人:中国航空发动机研究院
类型:发明
国别省市:北京;11

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术
  • 暂无相关专利