阅读说明：本技术 一种可伸缩的涡流发生器及其运行方法 (telescopic vortex generator and operation method thereof ) 是由 丁勇钢 赵凯轩 于 2019-08-28 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种可伸缩的涡流发生器,包括：壳体,其具有可容纳翅片底座的空间,其中在所述壳体上设置有多个缺口,使得翅片能够从所述缺口中伸出和缩回；翅片底座,其被配置为能够在壳体的空间中相对于壳体移动,使得翅片从所述缺口中伸出和缩回；以及多个翅片,其以可折叠的方式布置在翅片底座上。此外,本发明还涉及一种用于运行涡流发生器的方法。通过本发明,可以实现涡流发生器的灵活的调节,其该涡流发生器的构造和安装成本较低,且无需在机体表面钻孔。(the invention relates to a scalable vortex generator comprising: a housing having a space in which a fin base is accommodated, wherein a plurality of notches are provided on the housing such that a fin can be extended and retracted from the notches; a fin mount configured to be movable relative to the housing in a space of the housing such that the fin extends and retracts from the notch; and a plurality of fins foldably arranged on the fin base. The invention further relates to a method for operating a vortex generator. The vortex generator can be flexibly adjusted, has low construction and installation cost and does not need to be drilled on the surface of the machine body.)

一种可伸缩的涡流发生器及其运行方法

技术领域

本发明总的来说涉及空气动力学领域，具体而言，涉及一种可伸缩的涡流发生器。此外，本发明还涉及一种用于运行这样的涡流发生器的方法。

背景技术

涡流发生器广泛运用于航空、风力发电、高塔建筑流动震动抑制、航海船舶减阻等领域，其作用是消除或减少气流分离。当飞行器或风机等运行时，如果机体表面出现不利的气流分离，则可能带来许多不良后果，例如增加阻力、降低升力、导致提前失速和不对称失速等。为此，在机体处设置有涡流发生器，使得在飞行器或风机的运行中，在涡流发生器处产生的压力差将形成漩涡状气流，这个涡流会引导气流沿着机体表面顺滑的通过，从而防止气流分离。

目前的涡流发生器分两种：一种为固定安装型，这种涡流发生器的局限在于不能够随实际流动情况自动调节，且容易变脏；另一种是非固定型，这种涡流发生器的局限在于，机械结构十分复杂，成本高昂，并且需要在机体表面钻孔，降低了部件的安全寿命。

发明内容

本发明的任务是提供一种可伸缩的涡流发生器以及一种用于运行这样的涡流发生器的方法，通过该涡流发生器或该方法，可以实现涡流发生器的灵活的调节，其该涡流发生器的构造和安装成本较低，且无需在机体表面钻孔。

在本发明的第一方面，该任务通过一种可伸缩的涡流发生器来解决，该涡流发生器包括：

壳体，其具有可容纳翅片底座的空间，其中在所述壳体上设置有多个缺口，使得翅片能够从所述缺口中伸出和缩回；

翅片底座，所述翅片底座被配置为能够在壳体的空间中相对于壳体移动，使得翅片从所述缺口中伸出和缩回；以及

多个翅片，其以可折叠的方式布置在翅片底座上。

在本发明的一个扩展方案中规定，所述壳体为狭长的封套，并且所述翅片底座为能够以与所述封套形状配合的方式被所述封套容纳的狭长的片材。封套的空间的大小必须能够容纳翅片底座的厚度加上翅片的厚度。

在本发明的另一扩展方案中规定，壳体的缺口为刻槽，所述刻槽的长度和宽度分别略大于翅片的宽度和厚度。通过设置刻槽，可以有效地伸出和收回翅片。

在本发明的一个优选方案中规定，翅片与翅片底座通过铰链连接。在本发明的教导下，其它连接也是可设想的，只要所述连接能够允许翅片在垂直于翅片表面的方向上转动。为了保持翅片的树立状态，可以将翅片通过弹簧和转动连接件(如铰链、转轴、万向节、球接等)与翅片底座连接，使得需要在翅片的表面处施加一定外力才能将翅片收起，这表现为在将翅片底座推进壳体时需要施加额外的推力。

在本发明的另一优选方案中规定，在壳体的背面设置有粘接部，所述粘接部被配置为能够与机体粘接在一起。粘接部可以具有或不具有粘接剂。粘接剂例如为结构胶。

在本发明的又一优选方案中规定，所述涡流发生器还包括电机，其被配置为推动和拉动翅片底座，以实现翅片底座与壳体之间的相对移动。该电机例如为步进电机。例如，可以通过电机自动化地实现翅片的伸出、缩回和翅片伸出长度的调节。例如，可以由电机带动翅片底座以便通过调节翅片底座在壳体中的长度来调节翅片伸出壳体外的长度。

在本发明的第二方面，前述任务通过一种用于运行根据本发明的涡流发生器的方法来解决，该方法包括下列步骤：

在未出现流动分离时或者在涡流发生器的表面干净时，将翅片底座推入壳体中，使得翅片缩回；以及

在出现流动分离时或者在涡流发生器的表面脏污时，将翅片底座从壳体中拉出，使得翅片伸出并竖起。

在本发明的一个优选方案中规定，该方法还包括步骤：

通过调节翅片底座在壳体中的长度来调节翅片伸出壳体外的长度。

通过该优选方案，可以方便地调节翅片的伸出长度，由此可适应于各种流体分离情况。为此，可以在壳体与翅片底座之间设置相应空隙以用于容纳倾斜的翅片部分。此外，该调节可以通过电机自动地进行。但是应当指出，在其它实施例中，该调节也可以手动地、或者借助于简单机械结构或机械设备来实现。

此外，本发明还提供了一种飞行器，其具有根据本发明的涡流发生器。

另外，本发明还提供了一种风力发电机，其具有本发明的涡流发生器。

本发明至少具有下列有益效果：本发明通过将翅片设置在可相对于壳体移动的翅片底座上且通过在壳体上设置缺口，实现了翅片可方便地从壳体中伸出和缩回且还可实现翅片伸出长度的灵活调节，由此可适应于各种运行场合；此外，本发明的涡流发生器易于安装，不需要复杂的机械部件，价格便宜，由塑料或者价格便宜的其他复合材料制成，且驱动简单，只需要简单、较小的驱动力即可。

附图说明

下面结合

具体实施方式

参考附图进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的涡流发生器的示意图；以及

图2示出了根据本发明的涡流发生器的不同使用状态的示意图。

具体实施方式

应当指出，各附图中的各组件可能为了图解说明而被夸大地示出，而不一定是比例正确的。在各附图中，给相同或功能相同的组件配备了相同的附图标记。

在本发明中，除非特别指出，“布置在…上”、“布置在…上方”以及“布置在…之上”并未排除二者之间存在中间物的情况。此外，“布置在…上或上方”仅仅表示两个部件之间的相对位置关系，而在一定情况下、如在颠倒产品方向后，也可以转换为“布置在…下或下方”，反之亦然。

在本发明中，各实施例仅仅旨在说明本发明的方案，而不应被理解为限制性的。

在本发明中，除非特别指出，量词“一个”、“一”并未排除多个元素的场景。

在此还应当指出，在本发明的实施例中，为清楚、简单起见，可能示出了仅仅一部分部件或组件，但是本领域的普通技术人员能够理解，在本发明的教导下，可根据具体场景需要添加所需的部件或组件。

在此还应当指出，在本发明的范围内，“相同”、“相等”、“等于”等措辞并不意味着二者数值绝对相等，而是允许一定的合理误差，也就是说，所述措辞也涵盖了“基本上相同”、“基本上相等”、“基本上等于”。以此类推，在本发明中，表方向的术语“垂直于”、“平行于”等等同样涵盖了“基本上垂直于”、“基本上平行于”的含义。

另外，本发明的各方法的步骤的编号并未限定所述方法步骤的执行顺序。除非特别指出，各方法步骤可以以不同顺序执行。

涡流发生器(VG)通常用来增加部件的升力及升阻比以提升气动性能，抑或用于打碎低频的大涡减小部件的震动。但是另一方面，VG同样也会带来阻力的增加，这就导致在干净状态下，部件的气动性能反而会降低。通过本发明的可伸缩且可调节翅片伸出长度的涡流发生器，可以是否存在气流分离以及根据涡流发生器的表面情况灵活地伸出和缩回翅片以及调节其伸出长度，由此适应于各种工况。

下面结合具体实施方式参考附图进一步阐述本发明。

图1示出了根据本发明的涡流发生器100的示意图。

如图1所示，根据本发明的可伸缩的涡流发生器100包括下列部件(其中一些部件是可选的)：

·壳体101，其具有可容纳翅片底座的空间，其中在所述壳体101上设置有多个缺口102，使得翅片104能够从所述缺口102中伸出和缩回。在此，所述壳体例如为狭长的封套，并且所述翅片底座为能够以与所述封套形状配合的方式被所述封套容纳的狭长的片材。封套的空间的大小优选地至少能够容纳翅片底座103的厚度加上翅片104的厚度。在此，壳体101的缺口102为刻槽，所述刻槽的长度和宽度优选地分别略大于翅片104的宽度和厚度。通过设置刻槽，可以有效地伸出和收回翅片。在壳体101的背面可选地可以设置有粘接部(未示出)，所述粘接部被配置为能够与机体(如飞行器或风机的机体)粘接在一起。粘接部可以具有或不具有粘接剂。粘接剂例如为结构胶。

·翅片底座103，所述翅片底座103被配置为能够在壳体101的空间中相对于壳体101移动，使得翅片103从所述缺口102中伸出和缩回。例如，为了促进相对移动，在翅片底座103中可以设置有滑轨，而在壳体101中可以设置有与所述滑轨相配合的滑槽。

·多个翅片104，其以可折叠的方式布置在翅片底座103上。例如，翅片104与翅片底座103可以通过铰链连接。在本发明的教导下，其它连接件也是可设想的(如铰链、转轴、万向节、球接等)，只要所述连接能够允许翅片在垂直于翅片表面的方向上转动。为了保持翅片的树立状态，优选地可以将翅片通过弹簧和转动连接件(如铰链、转轴、万向节、球接等)与翅片底座连接，使得需要在翅片的表面处施加一定外力才能将翅片收起，这表现为在将翅片底座推进壳体时需要施加额外的推力。

·电机(未示出)，其被配置为推动和拉动翅片底座103，以实现翅片底座103与壳体101之间的相对移动。该电机例如为步进电机或伺服电机。例如，可以通过电机自动化地实现翅片104的伸出、缩回和翅片伸出长度的调节。例如，可以由电机带动翅片底座以便通过调节翅片底座103在壳体101中的长度来调节翅片伸出壳体外的长度。

图2示出了根据本发明的涡流发生器的不同使用状态的示意图。

图2的上部示出了涡流发生器的第一状态，其中翅片缩回，并且下部示出了涡流发生器的第二状态，其中翅片伸出。

在未出现流动分离时或者在涡流发生器的表面干净时，将翅片底座103推入壳体101中，使得翅片缩回，此时涡流发生器处于第一状态。

在出现流动分离时或者在涡流发生器的表面脏污时，将翅片底座103从壳体101中拉出，使得翅片伸出并竖起，此时涡流发生器处于第二状态。

此外，还可以通过调节翅片底座103在壳体101中的长度来调节翅片104伸出壳体101外的长度。

翅片的伸出和缩回以及长度调节例如可以通过电机来执行。

本发明至少具有下列有益效果：本发明通过将翅片设置在可相对于壳体移动的翅片底座上且通过在壳体上设置缺口，实现了翅片可方便地从壳体中伸出和缩回且还可实现翅片伸出长度的灵活调节，由此可适应于各种运行场合；此外，本发明的涡流发生器易于安装，不需要复杂的机械部件，价格便宜，由塑料或者价格便宜的其他复合材料制成，且驱动简单，只需要简单、较小的驱动力即可。

虽然本发明的一些实施方式已经在本申请文件中予以了描述，但是本领域技术人员能够理解，这些实施方式仅仅是作为示例示出的。本领域技术人员在本发明的教导下可以想到众多的变型方案、替代方案和改进方案而不超出本发明的范围。所附权利要求书旨在限定本发明的范围，并藉此涵盖这些权利要求本身及其等同变换的范围内的方法和结构。