【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及流体仿生主动减阻，尤其是涉及一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮。
技术介绍
1、水下微航器在水下航行时会与流体接触，边界层的耦合会产生较大的粘性摩阻。所以，对水下微航器进行减阻会有效提高其航行效率。目前对水下航行器减阻的研究，如：中国专利公开号为cn110282070b，涉及一种可嵌入壁面的集成式压电振动减阻器，在水下航行器外壁面开槽，用以嵌入该振动减阻器，该减阻器需要利用外部腔体对其进行密封，再加上需要压电堆叠驱动，减阻器的结构和制作比较复杂。
2、本申请设计的是刚柔一体式减阻器，可以实现鱼类表皮的柔性微形变，满足湍流边界层流场特性变化时的自适应减阻。依靠鳞片主动微振动产生对边界层的耦合扰动来模拟鱼类姿态微调产生的湍流边界层的主动控制，将会更为贴切实现对鱼类鳞片减阻方式的仿生，并获得更为理想的减阻效果。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，能减少微航器航行时近壁面层流或湍流边界层的摩擦阻力，可以提高航行器的航行速度，增加航行器的续航里程。
2、为实现上述目的，本专利技术提供了一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，包括若干个仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器，所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器包括压电振子和仿生鱼鳞后区，所述压电振子的一端采用胶接方式固定连接所述仿生鱼鳞后区，所述压电振子包括柔性片、压电片和导线，所述柔性片的一端与微航器的基准面之间采用柔性方式固定，固定位置为a，所述柔性片的另一端
3、优选的，所述柔性片的内表面中间位置粘贴所述压电片，所述压电片表面和所述柔性片表面焊接有所述导线。
4、优选的，所述柔性片的内表面和所述压电片的内表面粘贴密封膜片，所述柔性片的外表面与所述微航器的外壁面之间光滑过渡。
5、优选的，所述微航器上开有工艺孔，所述导线穿过所述工艺孔与所述微航器内部连接。
6、优选的，所述仿生鱼鳞后区的材料采用聚氯乙烯，所述仿生鱼鳞后区与类骨鱼鳞类似。
7、优选的，所述柔性片为铜片或其他柔性金属材料，所述压电片为压电陶瓷或铁电体材料。
8、优选的，所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器沿所述微航器来流方向安装一行，相邻所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器被施加不同相位差的激励信号形成流向行波减阻，或根据需要安装多行。
9、优选的，所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器沿所述微航器外壁面安装一列形成展向行波减阻，或根据需要安装多列。
10、因此，本专利技术采用上述一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，针对水下微航器的实际工作环境，结合微航器的外部构造，在需要减阻的壁面粘贴压电仿生鱼鳞片，其具有柔性固定端，可以针对不同来流特性通过姿态微调而产生鳞片迎流状态的微变化，以实现基于对湍流边界层自适应控制的高效减阻。还具有以下效果：
11、1、压电仿生鱼鳞片减阻器可以减小微航器与流体接触产生的摩擦阻力，可以提高航行器的航行速度，增加航行器的续航里程。依靠鳞片主动微振动产生对边界层的耦合扰动来模拟鱼类姿态微调产生的湍流边界层的主动控制，将会更为贴切实现对鱼类鳞片减阻方式的仿生，并获得更为理想的减阻效果；
12、2、粘贴处保证减阻器外壁面与微航器外壁面光滑过渡，可减小对近壁面边界层的影响；压电材料下方粘贴有柔性片，并用密封膜片对压电振子与导线焊接的部分进行水下密封，保证通电后减阻器可以正常工作；
13、3、柔性片与压电片用胶接或者焊接的方式连接，当外部激励驱动能产生逆压电效应的压电片时，利用其收缩、扩张或弯曲驱使柔性片表面微振动，可以带动后部粘贴的鱼鳞后区产生轻微摆动，从而可以干扰微航器近壁面流体的流动，达到减小阻力的目的。
14、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
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1.一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：包括若干个仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器，所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器包括压电振子和仿生鱼鳞后区，所述压电振子的一端采用胶接方式固定连接所述仿生鱼鳞后区，所述压电振子包括柔性片、压电片和导线，所述柔性片的一端与微航器的基准面之间采用柔性方式固定，固定位置为A，所述柔性片的另一端，即与所述仿生鱼鳞后区胶接的一端，为自由端。
2.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述柔性片的内表面中间位置粘贴所述压电片，所述压电片表面和所述柔性片表面焊接有所述导线。
3.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述柔性片的内表面和所述压电片的内表面粘贴密封膜片，所述柔性片的外表面与所述微航器的外壁面之间光滑过渡。
4.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述微航器上开有工艺孔，所述导线穿过所述工艺孔与所述微航器内部连接。
5.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙
6.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述柔性片为铜片或其他柔性金属材料，所述压电片为压电陶瓷或铁电体材料。
7.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器沿所述微航器来流方向安装一行，相邻所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器被施加不同相位差的激励信号形成流向行波减阻，或根据需要安装多行。
8.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器沿所述微航器外壁面安装一列形成展向行波减阻，或根据需要安装多列。
...【技术特征摘要】
1.一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：包括若干个仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器，所述仿生压电鱼鳞片刚柔一体减阻器包括压电振子和仿生鱼鳞后区，所述压电振子的一端采用胶接方式固定连接所述仿生鱼鳞后区，所述压电振子包括柔性片、压电片和导线，所述柔性片的一端与微航器的基准面之间采用柔性方式固定，固定位置为a，所述柔性片的另一端，即与所述仿生鱼鳞后区胶接的一端，为自由端。
2.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述柔性片的内表面中间位置粘贴所述压电片，所述压电片表面和所述柔性片表面焊接有所述导线。
3.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特征在于：所述柔性片的内表面和所述压电片的内表面粘贴密封膜片，所述柔性片的外表面与所述微航器的外壁面之间光滑过渡。
4.根据权利要求1所述的一种自适应仿生压电鳞片刚柔一体式减阻蒙皮，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：张露，赵晓雪，吕梦飞，范昊阳，
申请(专利权)人：东北林业大学，
类型：发明
国别省市：
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