具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的一种流向拐角结构，在一个实施例中，包括：涡流发生器4以及由底壁2与侧壁3组成的流向拐角；涡流发生器4设在底壁2和/或侧壁3的边界层1中，以形成与角涡5旋转方向相同或相反的尾迹涡6。

如图4至图7所示，流向拐角由两个壁面相交构成，即底壁2和侧壁3。流动在流向拐角上形成一种流动结构，即流向拐角的边界层1，边界层1沿来流方向渐渐增厚。流向拐角边界层1形成的角涡5是一对方向相反的涡对，且关于拐角角平分线对称。涡流发生器4设在边界层1中，来流经过涡流发生器4时，与涡流发生器4相互作用，产生尾迹涡6。

上述流向拐角结构，通过底壁2和侧壁3组成的流向拐角及设在流向拐角边界层1中的涡流发生器4，使得来流在经过涡流发生器4后会形成与角涡5旋转方向相同或相反的尾迹涡6，尾迹涡6与角涡5相互叠加或抵消，从而有效地增强或减弱了流向拐角边界层1的角涡5。增强的角涡将拐角处喷注(底壁2或侧壁3上开有喷注口)的燃料或助燃剂卷入主流中，与主流实现很好的混合，进而促进流动的掺混，增强了燃烧室的性能；或，减弱角涡后改善了流向拐角附近的摩擦力和热流密度分布，进而减小飞行器表面的传热和阻力分布预估的误差，使飞行器表面流动结构的控制更加精确。本结构简单实用，不会影响原来的流向拐角结构，且尾迹涡6在流场中能够持续存在，因而可以有效实现角涡5的持续增强或减弱，实现对流场中边界层角涡的持续控制。

在一个实施例中，尾迹涡6的旋转方向与角涡5的旋转方向相同，涡流发生器4为板状结构，且涡流发生器4垂直设在底壁2和/或侧壁3上；当涡流发生器4设在底壁2上时，涡流发生器4上位于来流上游方向的一端朝侧壁3的方向偏移；当涡流发生器4设在侧壁3上时，涡流发生器4上位于来流上游方向的一端朝底壁2的方向偏移。

在一个实施例中，尾迹涡6的旋转方向与角涡5的旋转方向相反，涡流发生器4为板状结构，且涡流发生器4垂直设在底壁2和/或侧壁3上；当涡流发生器4设在底壁2上时，涡流发生器4上位于来流下游方向的一端朝侧壁3的方向偏移；当涡流发生器4设在侧壁3上时，涡流发生器4上位于来流下游方向的一端朝底壁2的方向偏移。

涡流发生器4一般为细长的板状结构，布置在流向拐角的壁面上。涡流发生器4的数量为一个以上，可以布置在底壁2上，也可以布置在侧壁3上，还可以同时布置在底壁2和侧壁3上。

涡流发生器4可以选择适当的形状、尺寸、材质，本发明不做限定，只需要能够产生尾迹涡6即可。

涡流发生器4与流动呈一定的角度，如图8所示，当涡流发生器4设在底壁2上，涡流发生器4上位于来流上游方向的一端朝侧壁3的方向偏移时，来流与涡流发生器4作用，形成沿着流动方向逆时针旋转的尾迹涡6，与逆时针旋转的角涡5相叠加；当涡流发生器4设在侧壁3上时，涡流发生器4上位于来流上游方向的一端朝底壁2的方向偏移，来流与涡流发生器4作用，形成沿着流动方向顺时针旋转的尾迹涡6，与顺时针旋转的角涡5相叠加。

如图9所示，当涡流发生器4设在底壁2上，涡流发生器4上位于来流下游方向的一端朝侧壁3的方向偏移时，来流与涡流发生器4作用，形成沿着流动方向顺时针旋转的尾迹涡6，与逆时针旋转的角涡5相抵消；当涡流发生器4设在侧壁3上时，涡流发生器4上位于来流下游方向的一端朝底壁2的方向偏移，来流与涡流发生器4作用，形成沿着流动方向逆时针旋转的尾迹涡6，与顺时针旋转的角涡5相抵消。

将涡流发生器4以一定角度安装在流向拐角上，通过建立数值模型，进行模拟，优化角度参数，可以达到抵消角涡5的目的。如图10所示，是无控情况下的流向拐角边界层1的速度等值线云图，不同的线表示速度大小不同，越靠近零点，速度越小，等值线的弯曲表征了角涡5的存在，弯曲程度代表角涡5的大小，弯曲程度越大，角涡5强度也越大；在拐角平分线位置，等值线向着拐角弯曲，证明角涡5存在。如图11所示，是按照图4的方式设置了涡流发生器4后的流向拐角边界层1的速度等值线云图，等值线的弯曲程度变大，表明确实对角涡5产生了增强的效果。如图12所示，是按照图5的方式设置了涡流发生器4后的流向拐角边界层1的速度等值线云图，等值线的弯曲程度变小，表明确实对角涡5产生了减弱的效果。

优选地，当涡流发生器4设在底壁2上时，其质心的位置坐标为(x，y，z)；当涡流发生器4设在侧壁3上时，其质心的位置坐标为(x，z，y)；以流向拐角前缘为坐标原点，位置坐标满足以下关系：

y＝αδ

式中，x是涡流发生器4沿来流方向距离流向拐角前缘的坐标；y是涡流发生器4沿垂直方向的坐标；z是涡流发生器4沿水平方向的坐标；α、β是常数；δ是当地边界层1厚度的预估值；θ是流向拐角的底壁2与侧壁3的二面角；Re是来流的雷诺数。

在本实施例中，α取值为0.24，β取值为4.75。δ是当地边界层1厚度的预估值，当地边界层厚度是指x位置处的边界层厚度。(x，y，z)和(x，z，y)是角涡5的涡核位置，将涡流发生器4质心的位置坐标放在涡核位置，可以从根本上有效地增强或减弱角涡5。

确定一个x值，即先确定涡流发生器4在来流方向上的坐标，然后可以得到涡流发生器4在垂直方向和水平方向上的坐标，因此可以确定涡流发生器4的优选位置。涡流发生器4按上述方法布置，对角涡5的增强或减弱效果较好。

在一个实施例中，涡流发生器4的数量为两个以上，涡流发生器4分成两组，其中一组涡流发生器4设在底壁2上，另一组设在侧壁3上，两组涡流发生器4的数量之差为0或1。

根据不同流向位置对流动的需求，可以设置多个或多组涡流发生器4，实现同一流向拐角不同位置角涡5的增强或减弱。

如图13所示，涡流发生器4可以平行布置，也可以根据具体的需求，选择其他的布置方式，如交错布置，本发明不做限定。

优选地，最靠近上游的一个或一对涡流发生器4固定设在来流上游前20％的位置。

角涡5在流向拐角中产生并沿来流方向逐渐发展，在上游位置的强度比较小，因此将涡流发生器4固定在上游，且布置在角涡5的涡核位置，能实现对角涡5的翻倍增强或几乎完全抵消。

在本实施例中，最靠近上游的一个或一对涡流发生器4固定设在来流上游前20％的位置，也可以根据实际需求，选择其他位置。

在一个实施例中，涡流发生器4的长度为3y-5y，高度为2y，厚度为1/5y-1/3y。

涡流发生器4的尺寸按照上述设置，可以有效增强或减弱角涡5，且结构小巧，不会影响原来的流向拐角结构。

在一个实施例中，涡流发生器4为长方体结构、三棱柱结构、四棱锥结构、弧形板结构或波浪形板结构。

如图14至图16所示，涡流发生器为4长方体结构、三棱柱结构或四棱锥结构，还可以根据具体情况，选择其他形状的涡流发生器4，如弧形板结构或波浪形板结构。对于亚声速来流，长方体结构的涡流发生器4对角涡5的增强或减弱效果较好；而对于超声速来流，三棱柱结构的涡流发生器4对角涡5的增强或减弱效果较好。

在一个实施例中，当涡流发生器4为三棱柱结构或四棱锥结构时，涡流发生器4的尖端朝向来流方向。

涡流发生器4的尖端朝向来流方向，可以使反方向有足够的面积产生尾迹涡6，因而可以保证角涡5的增强或减弱效果。

在一个实施例中，涡流发生器4通过螺栓连接或粘胶连接固定连接在底壁2和/或侧壁3上。

在本实施例中，可以在涡流发生器4的底部设置螺纹孔，利用螺栓与流向拐角的底壁2或侧壁3固定，也可以直接使用粘胶进行固定。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。