CN107355454B - 矩形柱修形减阻装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种矩形柱修形减阻装置及方法，该矩形柱修形减阻装置包括矩形柱、合成射流激励器组件和定量测量组件；矩形柱位于流动的流体中，矩形柱为中空结构，矩形柱的迎风面一侧开设有至少一条与矩形柱的空腔连通的狭缝；合成射流激励器组件可将空腔内的流体经由狭缝吹出和吸入；定量测量组件的处理装置根据压力检测装置所检测到的表面压强、矩形柱的几何尺寸、流体流速和流体密度确定矩形柱在流体中的阻力系数。该矩形柱修形减阻装置及方法能够在矩形柱迎风面产生合成射流涡对，利用其产生的虚拟气动外形，在不改变矩形柱真实几何外形的基础上，减小矩形柱在流体中所受阻力，且可以实时调节预设阻力调控参数，提高流动控制效率。

Description

矩形柱修形减阻装置及方法

技术领域

本发明涉及钝体流动控制技术领域，尤其涉及一种矩形柱修形减阻装置及方法。

背景技术

矩形柱绕流是日常生活和实际工程应用中广泛存在的流动现象，如风吹过高层建筑物，水流经桥墩和油气开采平台等。受矩形柱钝体形状的影响，流体流经矩形柱前棱角时会发生流动分离形成剪切层，剪切层不断发展，在矩形柱下游形成周期性脱落的尾迹涡，诱发涡致振动、噪声、升阻力脉动增加等一系列危害，给生产和生活带来不便。

为减小上述危害，尤其是降低矩形柱在流体中受到的阻力，会在工程应用中产生可观的经济效益，故各种流动控制技术被先后应用于矩形柱绕流。传统的对矩形柱绕流的控制多采用被动控制方式，通过在矩形柱的上游放置控制圆柱、在矩形柱的下游添加分隔板以及对矩形柱棱角修形(倒角、切角)等方法改善矩形柱的空气动力学性能，减小阻力。

然而在现有技术中，在矩形柱上游放置控制圆柱或在矩形柱下游添加分隔板的方法，因向流体中放置了额外的结构(控制圆柱或分隔板)而影响了被控体原有的几何构型；对矩形柱棱角修形的方法，则在一定程度上改变了矩形柱整体的几何形状。并且，上述被动控制方法在实施过程中无法实时改变控制参数来调节和控制减阻效果，需要在前期做好参数优化。因此，有必要发明矩形柱减阻的新方法及其实现装置。

发明内容

基于上述技术问题，本发明提供一种矩形柱修形减阻装置及方法。基于合成射流主动控制技术，在矩形柱迎风面产生虚拟气动外形，改善矩形柱绕流的流动特性以减小流动中矩形柱所受的阻力，既不改变矩形柱真实的几何外形，又能实时调节阻力调控参数。

本发明提供一种矩形柱修形减阻装置及方法，该矩形柱修形减阻装置，包括矩形柱、合成射流激励器组件和定量测量组件。

矩形柱位于流动的流体中，矩形柱为中空结构，矩形柱的迎风面一侧开设有至少一条与矩形柱的空腔连通的狭缝。

合成射流激励器组件和矩形柱的空腔连通，用于使空腔内的流体从狭缝周期性地吹出和吸入，从狭缝吹出的流体在狭缝的缝口处形成合成射流涡对。

定量测量组件包括分别设置在矩形柱的迎风面和背风面上的多个压力检测装置和与压力检测装置连接的处理装置，压力检测装置用于检测矩形柱的迎风面的表面压强和背风面的表面压强，处理装置用于根据压力检测装置所检测到的压强、矩形柱的几何尺寸、流体流速和流体密度确定矩形柱在流体中的阻力系数。

可选的，合成射流激励器组件包括振动装置和中空内腔，振动装置位于中空内腔中，中空内腔与矩形柱的空腔连通，振动装置在预设激励信号的驱动下在中空内腔中往复振动，以将流体经由矩形柱的空腔从狭缝中吹出或者由狭缝将矩形柱外的流体吸入矩形柱的空腔内。

可选的，振动装置为压电薄膜、扬声器或活塞中的一种。

可选的，预设激励信号的类型为正弦波曲线、方波曲线或锯齿波曲线中的一种。

可选的，狭缝为多条时，多条狭缝的缝口延伸方向与矩形柱长度方向平行，多条狭缝沿矩形柱迎风面的宽度方向间隔排布。

可选的，狭缝的宽度为矩形柱迎风面的宽度的1/40至1/10。

可选的，还包括转接头，转接头包括相互连通的第一管体和第二管体，第一管体与矩形柱可转动连接，第一管体与矩形柱的空腔连通；第二管体与合成射流激励器组件的中空内腔连通。

第一管体与第二管体的轴线具有预设夹角。

可选的，第一管体和第二管体为硬质管。

本发明还提供一种矩形柱修形减阻方法，应用于上述的矩形柱修形减阻装置中，矩形柱修形减阻方法包括：

步骤一：确定预设阻力调控参数及预设阻力调控参数的调节范围，根据预设阻力调控参数将流体经由矩形柱的空腔从狭缝中吹出或者经狭缝将矩形柱外的流体吸入矩形柱的空腔内；

步骤二：获取矩形柱的迎风面的表面压强和矩形柱的背风面的表面压强，根据矩形柱的迎风面的表面压强和矩形柱的背风面的表面压强、矩形柱的几何尺寸、流体流速和流体密度确定矩形柱在流体中的阻力系数；

步骤三：调节预设阻力调控参数，确定矩形柱在流体中的最小阻力系数。

可选的，预设阻力调控参数包括预设激励信号的类型、合成射流的激励频率以及合成射流的吹程时间和合成射流的吸程时间的比值。

本发明的矩形柱修形减阻装置及方法，其优点和积极效果在于：

1、本发明的矩形柱修形减阻装置及方法，通过在矩形柱迎风面周期性地吹出流体形成合成射流涡对，可以显著改善矩形柱绕流的流动结构和气动力特性。区别于现有技术中的添加控制圆柱或分隔板、棱角修形等方法，该方法未改变被控体原有的几何构型和矩形柱真实的几何形状，是一种虚拟的气动修形减阻方法。

2、本发明的矩形柱修形减阻装置及方法，吹吸的流体来源于被控制的流场，无需外部气源和复杂管路，结构简单。工作过程仅消耗电能，成本低，质量轻，维护方便，响应迅速。

3、本发明的矩形柱修形减阻装置及方法，在应用过程中，合成射流激励器组件可依据实际需要开启或关闭，并可调节相关的阻力调控参数，使该矩形柱在流体中的阻力系数最小。其中，阻力调控参数包括预设激励信号的类型、合成射流的激励频率以及合成射流的吹程时间和合成射流的吸程时间的比值。实现了实时调节，降低了能量消耗。

4、本发明的矩形柱修形减阻装置及方法，是传统的连续吹出流体控制技术和连续吸入流体控制技术的结合，其非定常特性容易激发流场的不稳定性，具有较高的流动控制效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需使用的附图作简单介绍，显而易见地，以下描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可根据这些附图获得其他附图。

图1是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，矩形柱、定量测量组件以及转接头的结构示意图；

图2是本发明实施例一提供的图1中，矩形柱的截面图及合成射流涡对的示意图；

图3是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，合成射流激励器组件的结构示意图；

图4是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，合成射流的激励频率为0Hz时，矩形柱绕流的时均流动示意图；

图5是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，合成射流的激励频率为0.990Hz时，矩形柱绕流的时均流动示意图；

图6是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，合成射流的预设激励信号的示意图；

图7是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，合成射流的激励频率为0Hz时，矩形柱绕流的时均流线图；

图8是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，合成射流的激励频率为0.584Hz时，矩形柱绕流的时均流线图；

图9是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，合成射流的激励频率为0.990Hz时，矩形柱绕流的时均流线图；

图10是本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置中，矩形柱的阻力系数与合成射流的激励频率的关系图；

图11是本发明实施例二提供的矩形柱修形减阻方法的流程示意图。

附图标记说明：

10-矩形柱； 20-合成射流激励器组件； 30-压力检测装置；

40-转接头； 11-空腔； 12-狭缝；

21-空心管； 22-活塞； 23-连杆；

24-电机； 25-偏心轮； 41-第一管体；

42-第二管体。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，以下将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行详细、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1至图10所示，本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置，可应用于高层建筑物、桥墩、油气开采平台以及飞机、赛车上相关结构的减阻。该装置包括矩形柱10、合成射流激励器组件20和定量测量组件。

矩形柱10位于流动的流体中，矩形柱10为中空结构，矩形柱10的迎风面一侧开设有至少一条与矩形柱10的空腔11连通的狭缝12。该矩形柱10可为截面是正方形或长方形的柱体。

合成射流激励器组件20和矩形柱10的空腔11连通，用于使流体周期性地从矩形柱10迎风面的狭缝12吹出和吸入，以在狭缝12的出口处形成合成射流涡对。

需要说明的是，如图4所示，当合成射流激励器组件20关闭，即狭缝12处无合成射流产生时，流体流经矩形柱10时会因矩形柱10的阻塞作用沿矩形柱10的外形边缘流动，在紧贴迎风面的位置形成驻点，在矩形柱10的迎风面棱角处发生流动分离，产生较大阻力。如图5所示，当合成射流激励器组件20开启，即狭缝12处有合成射流产生时，形成的合成射流涡对在矩形柱10迎风面上游形成弧状包线，起到虚拟气动外形的作用，致使来流不再贴附于矩形柱10的外形边缘而是沿虚拟气动外形的弧形边缘流动，驻点向上游移动，减小了矩形柱10受到的阻力。

特别的，该空腔11可为圆柱形或矩形柱形，在实际使用中，可根据需求选择矩形柱10内部空腔11的相应形状。

定量测量组件包括分别布置在矩形柱10迎风面和背风面上的多个压力检测装置30和与压力检测装置30连接的处理装置。压力检测装置30用于检测矩形柱10迎风面的表面压强和背风面的表面压强，处理装置用于根据压力检测装置30测得的压强、矩形柱10的几何尺寸、流体流速和流体密度确定矩形柱10在流体中的阻力系数。

具体的，阻力系数可根据公式(1)和公式(2)进行计算。

其中，C_D为矩形柱10的阻力系数，为矩形柱10迎风面压力系数的积分项，为矩形柱10背风面压力系数的积分项。D为矩形柱10迎风面的宽度值。其中C_p可根据公式(2)计算得到。

其中，C_p为流体中矩形柱10迎风面或背风面的压力系数；p为测得的矩形柱10迎风面或背风面的表面静压，p₀是自由来流的静压，单位为Pa；ρ为流体的密度，单位为kg/m³；U为流体相对于矩形柱10的流动速度，单位为m/s，若矩形柱10静置于流体中，U即为自由来流的流速。

需要指出的是，压力检测装置30可以选用测压孔和测压管连接压力传感器。处理装置可以选用计算机。

需要说明的是，合成射流激励器组件20的核心部件包括振动装置和中空内腔。振动装置在中空内腔中周期性振动，引起矩形柱10空腔11内的流体从矩形柱10迎风面的狭缝12往复进出，在狭缝12的缝口处形成反向旋转的合成射流涡对。上述过程能向流场中注入能量，吹程吹出和吸程吸入的流体均来自被控流场，且吹程吹出和吸程吸入的流体体积相等，故每个周期流经狭缝12缝口的净流量为零。因此，该矩形柱修形减阻装置无需复杂的管路和额外注入流体，结构简单，仅利用吹出和吸入流体即可达到减阻目的，成本较低。进一步地，合成射流主动控制技术是连续吹出流体控制技术和连续吸入流体控制技术的结合，具有非定常特性，易激发流场的不稳定性，具有较高的流动控制效率。

具体的，振动装置可选用压电薄膜、扬声器或活塞中的一种。在本实施例中，合成射流激励器组件20的振动装置选用活塞22，中空内腔可以选用空心管21，合成射流激励器组件20还包括连杆23、电机24和偏心轮25。空心管21通过转接头40与矩形柱10的空腔11连通，活塞22的侧壁紧密抵接在空心管21的内壁上，偏心轮25安装于电机24的输出轴上，连杆23的第一端与活塞22铰接，连杆23的第二端与偏心轮25的轮面连接。在电机24的带动下，偏心轮25旋转通过连杆23带动活塞22沿空心管21进行往复运动，活塞22可以推动流体经由空腔11从狭缝12吹出，也可由狭缝12将矩形柱10外部的流体吸入空腔11内，以供下一个吹程吹出。电机24为偏心轮25旋转、连杆23带动活塞22往复运动提供动力，可以根据实际需求选用直线电机或伺服电机。

需要说明的是，偏心轮25与连杆23的第二端在偏心轮25上的连接点与偏心轮25的圆心具有间距A，称为偏心轮25的偏心距，偏心距A可在减阻准备工作中进行调节，用于控制活塞22往复移动的最大距离。

进一步地，可通过调节电机24的输出速率，即合成射流的激励频率fe，来控制偏心轮25的转速，进而改变活塞22往复运动速率，最终控制狭缝12处合成射流涡对的产生频率。如图6所示，本实施例中，合成射流的激励信号选用标准正弦波曲线，即在一个周期T内，合成射流吹程占用的时间T1和吸程占用的时间T2相同。在实际应用中，可在保持吹程和吸程进出狭缝12的流体体积相等的情况下，适当减小吹程时间T1、增大吸程时间T2来减小吹吸程占用时间之比T1/T2，以此增大吹程时狭缝12出口处流体的吹出速度，同时减小吸程时合成射流激励器组件20对已经形成的合成射流涡对的卷吸，提高合成射流的吹吸效率。还可根据需要选择性地使用方波曲线或锯齿波曲线作为合成射流的激励信号。

具体的，为了更清楚地显示合成射流激励频率与减阻效果的关系，本实施例提供了三个比较例，如图7、8和9所示，合成射流的激励频率分别为0Hz、0.584Hz和0.990Hz。如图7所示，合成射流激励器组件20关闭，即合成射流激励频率为0Hz时的时均流线图中，矩形柱10的前驻点在迎风面附近形成，流体紧贴矩形柱10的迎风面向两侧流动，在前棱角处发生流动分离后，自矩形柱10的上下两侧面向下游脱落产生反向旋转的尾迹涡，在矩形柱10的下游形成较大的回流区，上述过程使得矩形柱10在流体中受到较大阻力。如图8所示，在合成射流的激励频率为0.584Hz时的时均流线图中，矩形柱10迎风面处，合成射流起到的虚拟气动外形的作用相对较弱，但对流动分离起到了一定的抑制作用，相比于图7，回流区中尾迹涡的尺度减小，此时矩形柱10在流体中受到的阻力也有所减小。如图9所示，在合成射流的激励频率为0.990Hz时的时均流线图中，合成射流在矩形柱10迎风面上游形成一对反向旋转的涡对，形成虚拟的气动外形。受其影响，来流不再贴附于矩形柱10迎风面的外形边缘从前棱角处绕过，而是沿该虚拟气动外形的轮廓向两侧排移，前驻点向上游移动，这种虚拟的物面修形使得流体中矩形柱10受到的阻力显著降低。

图10展示了合成射流的激励频率分别为0Hz、0.584Hz和0.990Hz时矩形柱10阻力系数的具体数值，可见在合成射流的激励作用下，矩形柱10的阻力系数下降明显。说明本发明提出的利用合成射流产生虚拟气动外形的修形方法具有良好的减阻效果。

具体的，为便于合成射流激励器组件20中空心管21和矩形柱10的连接，在空心管21和矩形柱10之间还设有转接头40，转接头40包括相互连通的第一管体41和第二管体42，第一管体41与矩形柱10的进气端可转动连接，第一管体41与空腔11连通；第二管体42与空心管21连通。

其中，第一管体41与第二管体42的轴线具有预设夹角。

进一步地，矩形柱修形减阻装置的活塞22往复运动从狭缝12吹出或吸入流体时，装置内外会产生较大的压力差，因此该装置均选用硬质管体连接。即第一管体41和第二管体42为硬质管。该硬质管可以选用硬质树脂管或金属管，本实施例对此不加以限定。并且，为避免硬质的空心管21与矩形柱10存在连接死角，可选用转接头40连接二者，可根据连接死角的具体角度值选用第一管体41和第二管体42之间具有相应夹角的转接头40。

具体的，矩形柱10迎风面的狭缝12可设置为一条或多条。该狭缝12的缝口延伸方向与矩形柱10的长度方向平行；当狭缝12为多条时，多条狭缝12沿矩形柱10迎风面的宽度方向间隔排布。需要说明的是，在本实施例中，并不限制狭缝12的数量，可以根据实际需要进行设置。

进一步地，用于检测表面压强的压力检测装置30安装在矩形柱10迎风面和背风面沿长度方向的中轴线上，即多个压力检测装置30排成一列间隔设置，其所在直线与矩形柱10长度方向垂直。

具体的，狭缝12的宽度可以是矩形柱10迎风面宽度的1/40至1/10。

需要说明的是，在本实施例中，为保证由狭缝12射出的流体形成的虚拟气动外形完全包裹在矩形柱10迎风面的外侧，狭缝12出口处合成射流吹程的速度不应太小，狭缝12缝口宽度的最大值可以设为该矩形柱10迎风面宽度的1/10。进一步地，为防止由狭缝12射出的流体形成的虚拟气动外形相比于矩形柱10迎风面的尺寸较大，狭缝12出口处合成射流吹程的速度不应太大，该缝口宽度的最小值可以设为该矩形柱10迎风面宽度的1/40。狭缝12出口处合成射流吹程的速度还与激励信号的类型、吹程时间和吸程时间之比T1/T2、偏心轮25的偏心距A以及合成射流的激励频率fe有关。

本发明实施例一提供的矩形柱修形减阻装置，通过在矩形柱10的迎风面布置狭缝12，在合成射流激励器组件20工作时，经由狭缝12周期性地吹出和吸入流体，在矩形柱10的迎风面上游诱导产生合成射流涡对，形成虚拟气动外形，在不改变矩形柱10真实几何外形的情况下，减小流体中矩形柱10所受的阻力。流动中矩形柱10的阻力系数可通过定量测量组件获得。

实施例二

图11是本发明实施例二提供的矩形柱修形减阻方法的流程示意图。如图11所示，本发明实施例二还提供一种矩形柱修形减阻方法，应用于上述矩形柱修形减阻装置中，包括以下步骤：

S1：确定预设阻力调控参数及预设阻力调控参数的调节范围，根据预设阻力调控参数将流体经由矩形柱10的空腔11从狭缝12中吹出或者经狭缝12将矩形柱10外的流体吸入矩形柱10的空腔11内；

需要说明的是，本实施例的方法应用在实施例一的矩形柱修形减阻装置中，如图2所示，矩形柱10设置为中空结构，在矩形柱10的迎风面开设有至少一条狭缝12，该狭缝12与矩形柱10的空腔11连通。定量测量组件包括布置在矩形柱10迎风面和背风面上的多个压力检测装置30和与压力检测装置30连接的处理装置。合成射流激励器组件20可视振动装置的不同选用活塞式、压电薄膜式或扬声器式，可以根据实际需求开启或关闭。合成射流激励器组件20与矩形柱10的空腔11连通，当其工作时，振动装置来回振动驱动流体周期性地从与空腔11连通的狭缝12吹出和吸入，在狭缝12的出口处诱导产生合成射流涡对。根据实施例一所选用的矩形柱修形减阻装置，确定预设阻力调控参数以及各调控参数的调节范围，预设阻力调控参数通常包括激励信号的类型、合成射流的激励频率fe以及吹程时间和吸程时间之比T1/T2等。

S2：获取矩形柱10的迎风面的表面压强和矩形柱10的背风面的表面压强，根据矩形柱10的迎风面的表面压强和矩形柱10的背风面的表面压强、矩形柱10的几何尺寸、流体流速和流体密度确定矩形柱10在流体中的阻力系数；

需要说明的是，矩形柱10的迎风面的表面压强和矩形柱10的背风面的表面压强是通过该矩形柱修形减阻装置中的压力检测装置30获取的，而矩形柱10的几何尺寸、流体流速和流体密度是通过测量得到的，处理装置可通过获取的上述参数值确定矩形柱10在流体中的阻力系数。具体的，阻力系数可由处理装置根据实施例一中的公式(1)和公式(2)算得。公式(1)和公式(2)此处不再赘述。

S3：调节预设阻力调控参数，确定矩形柱10在流体中的最小阻力系数。

需要说明的是，由于矩形柱10阻力系数的减小得益于矩形柱10上游合成射流涡对所形成的虚拟气动外形，因此，为实现矩形柱10在流体中的阻力系数值最小，可以通过调节预设阻力调控参数来调节合成射流产生的虚拟气动外形的结构特性。

这种虚拟物面修形的效果与狭缝12出口处合成射流吹程的速度有关。在合成射流激励器组件20的工作过程中，该速度的调节可通过改变预设阻力调控参数来实现，而预设阻力调控参数通常包括激励信号的类型、合成射流的激励频率fe以及吹程时间和吸程时间之比T1/T2等。调节以上控制参数可实时改变矩形柱10的阻力系数，以使矩形柱10在流体中的阻力系数值最小，从而达到理想的减阻控制效果。

本发明实施例二提供的矩形柱修形减阻方法，通过在矩形柱10的迎风面设置狭缝12，利用合成射流激励器组件20的振动装置产生的振动使矩形柱10的空腔11内的流体经由狭缝12往复进出，在狭缝12的缝口处形成一系列合成射流涡对，起到虚拟气动外形的作用。实现了在不改变矩形柱10真实几何外形的基础上，减小流体中矩形柱10所受阻力的目的。安装于矩形柱10迎风面和背风面的定量测量组件，能够对流体中矩形柱10的阻力系数进行实时计算监测。合成射流激励器组件20可依据实际需要开启、关闭，且相关控制参数包括激励信号的类型、合成射流的激励频率、吹程时间和吸程时间之比等能够实时调节，将矩形柱10的阻力系数控制在最小值，降低了能量消耗，提高了控制效率。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种矩形柱修形减阻装置，其特征在于，包括矩形柱、合成射流激励器组件和定量测量组件；

所述矩形柱位于流动的流体中，所述矩形柱为中空结构，所述矩形柱的迎风面一侧开设有至少一条与所述矩形柱的空腔连通的狭缝；

所述合成射流激励器组件和所述矩形柱的所述空腔连通，用于使所述空腔内的所述流体从所述狭缝周期性地吹出和吸入，从所述狭缝吹出的所述流体在所述狭缝的缝口处形成合成射流涡对；

所述定量测量组件包括分别设置在所述矩形柱的迎风面和背风面上的多个压力检测装置和与所述压力检测装置连接的处理装置，所述压力检测装置用于检测所述矩形柱的迎风面的表面压强和背风面的表面压强，所述处理装置用于根据所述压力检测装置所检测到的压强、所述矩形柱的几何尺寸、所述流体流速和所述流体密度确定所述矩形柱在所述流体中的阻力系数。

2.根据权利要求1所述的矩形柱修形减阻装置，其特征在于，所述合成射流激励器组件包括振动装置和中空内腔，所述振动装置位于所述中空内腔中，所述中空内腔与所述矩形柱的所述空腔连通，所述振动装置在预设激励信号的驱动下在所述中空内腔中往复振动，以将所述流体经由所述矩形柱的所述空腔从所述狭缝中吹出或者由所述狭缝将所述矩形柱外的所述流体吸入所述矩形柱的所述空腔内。

3.根据权利要求2所述的矩形柱修形减阻装置，其特征在于，所述振动装置为压电薄膜、扬声器或活塞中的一种。

4.根据权利要求2或3所述的矩形柱修形减阻装置，其特征在于，所述预设激励信号的类型为正弦波曲线、方波曲线或锯齿波曲线中的一种。

5.根据权利要求1-3任一项所述的矩形柱修形减阻装置，其特征在于，所述狭缝为多条时，多条所述狭缝的缝口延伸方向与所述矩形柱长度方向平行，多条所述狭缝沿所述矩形柱迎风面的宽度方向间隔排布。

6.根据权利要求1-3任一项所述的矩形柱修形减阻装置，其特征在于，所述狭缝的宽度为所述矩形柱迎风面的宽度的1/40至1/10。

7.根据权利要求2所述的矩形柱修形减阻装置，其特征在于，还包括转接头，所述转接头包括相互连通的第一管体和第二管体，所述第一管体与所述矩形柱可转动连接，所述第一管体与所述矩形柱的所述空腔连通；所述第二管体与所述合成射流激励器组件的所述中空内腔连通；

所述第一管体与所述第二管体的轴线具有预设夹角。

8.根据权利要求7所述的矩形柱修形减阻装置，其特征在于，所述第一管体和所述第二管体为硬质管。

9.一种矩形柱修形减阻方法，应用于如权利要求1-8任一项所述的矩形柱修形减阻装置中，其特征在于，所述矩形柱修形减阻方法包括：

步骤一：确定预设阻力调控参数及所述预设阻力调控参数的调节范围，根据所述预设阻力调控参数将流体经由矩形柱的空腔从狭缝中吹出或者经所述狭缝将所述矩形柱外的所述流体吸入所述矩形柱的所述空腔内；

步骤二：获取所述矩形柱的迎风面的表面压强和所述矩形柱的背风面的表面压强，根据所述矩形柱的迎风面的表面压强和所述矩形柱的背风面的表面压强、所述矩形柱的几何尺寸、所述流体流速和所述流体密度确定所述矩形柱在所述流体中的阻力系数；

步骤三：调节所述预设阻力调控参数，确定所述矩形柱在所述流体中的最小阻力系数。

10.根据权利要求9所述的矩形柱修形减阻方法，其特征在于，所述预设阻力调控参数包括预设激励信号的类型、合成射流的激励频率以及合成射流的吹程时间和吸程时间的比值。