用于抑制流噪声的柔性微单元结构及其设计方法技术

本发明专利技术公开了一种用于抑制流噪声的柔性微单元结构，包括布设于结构表面的来流起始段、边界层发展段、结构几何突变区域或孔口边缘的呈阵列排布的柔性微单元；柔性微单元采用柔性材料，在流体激励下能够产生摆动或弯折，以实现流噪声抑制。本发明专利技术柔性微单元结构通过仿生设计构建具备多自由度响应能力与可调扰流功能的微尺度柔性结构，能够在流体激励下产生周期性弹性形变，有效干预流动扰动过程，避免因传统刚性结构刚度过大而引发的共振问题，提高了流动控制的稳定性与可靠性；设计方法能够根据具体工况环境与目标降噪频段，综合确定柔性微单元的尺寸参数、外形形式、材料类型及铺设方式与区域范围，实现了适应多工况流动场的参数化降噪设计。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及流体动力学与声学工程，尤其涉及一种阵列布设在表面来流区域的柔性微单元结构，实现对流动扰动的调控与对流噪声的抑制。

技术介绍

1、当流体绕过结构表面或流经开口区域时，由于局部速度梯度剧烈变化、壁面连续性中断或几何突变，极易诱发边界层分离、剪切层失稳以及大尺度涡旋结构的形成。这些非稳态流动结构在时空演化过程中往往伴随着显著的压力波动和能量辐射，成为流体诱导噪声的主要源项，在多种工程装备中构成关键噪声源。

2、现有的流噪声控制技术主要包括吸声涂层、锯齿扰流板、被动导流结构等，这些方法在特定频率段具有一定降噪效果，但普遍存在频带受限、结构刚性高、加工复杂等问题，难以适应多工况环境。

3、自然界中的某些海洋生物如海葵、触手水母等，具有高度柔性分枝结构，能借助水流扰动进行摆动并消耗能量，从而有效调控局部流动特性，为流噪声控制提供了仿生启发。

技术实现思路

1、本专利技术主要目的是提供一种基于柔性微单元抑制流噪声的结构及其设计方法，通过在结构表面阵列布设柔性微单元，改善来流区域的边界层本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种用于抑制流噪声的柔性微单元结构，其特征在于，所述柔性微单元结构包括布设于结构表面的来流起始段、边界层发展段、结构几何突变区域或孔口边缘的呈阵列排布的柔性微单元；所述柔性微单元采用柔性材料，在流体激励下能够产生摆动或弯折，以实现流体运动控制和流噪声抑制。

2.根据权利要求1所述的用于抑制流噪声的柔性微单元结构，其特征在于，所述柔性微单元的形状为柱形、锥形或片状，底面直径或边长D的范围为0.1~1mm；长度L的范围为1~15mm；且满足长径比L/D在5~20之间。

3.根据权利要求1所述的用于抑制流噪声的柔性微单元结构，其特征在于，所述柔性微单元的材料采用聚乙...

【技术特征摘要】

1.一种用于抑制流噪声的柔性微单元结构，其特征在于，所述柔性微单元结构包括布设于结构表面的来流起始段、边界层发展段、结构几何突变区域或孔口边缘的呈阵列排布的柔性微单元；所述柔性微单元采用柔性材料，在流体激励下能够产生摆动或弯折，以实现流体运动控制和流噪声抑制。

2.根据权利要求1所述的用于抑制流噪声的柔性微单元结构，其特征在于，所述柔性微单元的形状为柱形、锥形或片状，底面直径或边长d的范围为0.1~1mm；长度l的范围为1~15mm；且满足长径比l/d在5~20之间。

3.根据权利要求1所述的用于抑制流噪声的柔性微单元结构，其特征在于，所述柔性微单元的材料采用聚乙烯、热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、硅橡胶、天然橡胶或三元乙丙橡胶；柔性微单元与结构表面的连接方式为：柔性微单元的底端嵌入结构表面的预制槽位并通过结构胶粘结或热压方式固定，实现与结构表面的嵌入式连接。

4.根据权利要求3所述的用于抑制流噪声的柔性微单元结构，其特征在于，在一般环境下，柔性微单元的材料采用聚乙烯、热塑性聚氨酯、热塑性弹性体、硅橡胶、天然橡胶或三元乙丙橡胶中的一种或多种；在高流速或水下应用场景中，选用聚乙烯热塑性聚氨酯中的一种或多种；在环境温差...

【专利技术属性】
技术研发人员：王献忠，黄为北，王维伟，何俊泽，洪志豪，张锦岚，孙国仓，刘翱，牛晨，
申请(专利权)人：武汉理工大学，
类型：发明
国别省市：