CN112771275A - 主动控制表面曳力的系统和方法 - Google Patents

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Abstract

一种流体控制系统，包括在至少第一方向和第二方向上覆盖主体的可变形表面。第一方向与第二方向正交。可变形表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧。流体控制系统还包括在可变形表面与主体之间的至少一个变形器。所述至少一个变形器被配置为通过选择性地使表面的顶侧变形来修改在可变形表面之上流动的流体的边界层。

Description

主动控制表面曳力的系统和方法
相关申请的交叉引用
本公开要求于2018年7月24日提交的标题为“SYSTEMS AND METHODS FOR ACTIVECONTROL OF SURFACE DRAG”的美国临时申请No.62/702,746的权益和优先权，其公开内容通过引用整体并入本文。
技术领域
本公开一般而言涉及表面之上的流体流领域。更具体而言，本公开涉及用于主动控制表面曳力(drag)的系统和方法。
背景技术
表面曳力是与移动通过流体的物体的相对运动相反作用的力。空中、水上和地面运输平台经历一些程度的表面曳力，这会导致速度更慢和燃油效率更低。
发明内容
至少一个方面涉及一种流体控制系统，该系统包括在至少第一方向和第二方向上覆盖主体的表面。第一方向与第二方向正交。该表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧。流体控制系统还包括在表面的顶侧上的至少一个可移动区段。该至少一个可移动区段被配置为通过沿着表面的顶侧移动来修改在表面之上流动的流体的边界层。
至少一个方面涉及一种方法，该方法包括使用传感器来测量在表面之上流动的流体的参数。控制信号由控制电路生成以修改参数，并且这个控制信号由控制电路传输到表面的顶侧上的至少一个分开的可移动区段。然后该至少一个分开的可移动区段被移动以修改流体的参数。
至少一个方面涉及一种流体控制系统，该流体控制系统包括在至少第一方向和第二方向上覆盖主体的可变形表面。第一方向与第二方向正交。可变形表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧。流体控制系统还包括在可变形表面和主体之间的至少一个变形器。该至少一个变形器被配置为通过选择性地使可变形表面的顶侧变形来修改在可变形表面之上流动的流体的边界层。
至少一个方面涉及一种方法，该方法包括使用传感器来测量在表面之上流动的流体的参数。控制信号由控制电路生成以修改参数，并且这个控制信号由控制电路传输到至少一个变形器。然后该至少一个变形器选择性地使表面的顶侧变形以修改流体的参数。
本发明内容仅仅是说明性的并且不以任何方式进行限制。仅由权利要求书限定的本文描述的设备和/或过程的其它方面、发明性特征和优点将在结合附图进行的本文阐述的详细描述中变得显而易见，其中相似的附图标记指代相似的元素。
附图说明
图1是根据本公开的实施例的使用分开的可移动区段的流体控制系统的示意图。
图2是根据本公开的实施例的使用分开的可移动区段的流体控制系统的框图。
图3是根据本公开的实施例的使用通过带移动的分开的可移动区段的流体控制系统的示意图。
图4是根据本公开的实施例的使用通过弹簧移动的分开的可移动区段的流体控制系统的示意图。
图5是根据本公开的实施例的使用旋转盘作为分开的可移动区段的流体控制系统的示意图。
图6是根据本公开的实施例的使用旋转的三角形盘作为分开的可移动区段的流体控制系统的示意图。
图7是根据本公开的实施例的使用多个丝线作为分开的可移动区段的流体控制系统的示意图。
图8是根据本公开的实施例的使用互锁可移动区段的流体控制系统的示意图。
图9是根据本公开的实施例的用于主动控制表面曳力的方法的流程图。
图10是根据本公开的实施例的使用可变形表面的流体控制系统的示意图。
图11是根据本公开的实施例的使用可变形表面的流体控制系统的框图。
图12是根据本公开的实施例的使用可变形表面和流体通道变形器的流体控制系统的示意图。
图13是根据本公开的实施例的流体控制系统的示意图。
图14是根据本公开的实施例的使用可变形表面和杆变形器的流体控制系统的示意图。
图15是根据本公开的实施例的使用可变形表面和杆变形器的流体控制系统的示意图。
图16是根据本公开的实施例的使用可变形表面和电磁变形器的流体控制系统的示意图。
图17是根据本公开的实施例的在流体控制系统中使用的传感器的示意图。
图18是根据本公开的实施例的用于主动控制表面曳力的方法的流程图。
具体实施方式
在转向详细图示示例性实施例的附图之前，应当理解的是，本公开不限于本描述中阐述或在附图中示出的细节或方法。还应当理解的是，本文所使用的术语仅出于描述的目的，而不应当被认为是限制性的。
总体上参考附图，本文所述的系统和方法可以被用于主动控制表面上的曳力。曳力是与任何物体相对于周围流体移动的相对运动相反的力。曳力操纵技术在提高涉及流体在表面之上流动的系统的性能方面具有广泛的应用。例如，可以在所有方式的空中运输中(包括商用飞机、军用飞机、火箭、无人机和通用航空)提高效率和速度。减小曳力还可以提高地面运输(诸如火车、汽车和拖拉机拖车中)的效率。减小曳力同样可以使包括海运、个人划船和海底运输在内的水上运输受益。减小曳力还可以提升通过诸如天然气或石油管道中之类的管道输送流体时的效率。可以减小曳力以提高具有流动的流体的管道(包括喷气发动机)的性能，诸如将加速的空气离开管道的出口喷嘴或排气口时减小曳力。在雷诺(Reynolds)数的宽范围内操纵曳力可以是有价值的，包括通过水的海运所经历的相对高的雷诺数和无人驾驶航空器所经历的相对低的雷诺数。选择性地增加曳力对于平台的制动、转向和其它控制也是有用的。能够主动控制物体的表面曳力不仅允许在最需要效率或速度时将表面曳力最小化，而且还允许通过选择性地增加表面曳力来获得更好的转向和制动能力。
除其它流体外，空气尤其在亚音速下充当粘性流体。移动通过空气的物体可以收集一组空气颗粒，随着物体的移动，物体倾向于沿着其拉动。由于粘性粘附，靠近物体表面的空气颗粒倾向于以与物体大致相同的速度移动。当平板、翼型或其它物体以给定的相对速度移动通过自由气流时，粘性粘附使得具有低于自由流的相对速度的相对速度的空气边界层与物体表面相邻形成。边界层可以是包围物体的空气层，其中最靠近该物体的分子层的相对速度为零或接近零，并且其中在与物体相继较远点处的相对速度增加，直到其接近自由流的相对速度为止，在该点处达到边界层的外部极限。例如，对于翼型，边界层可以包括翼型和包围翼型的空气团之间的界面。与物体的尺寸维度相比，边界层可以相对小。边界层区域中的自由流速度与相对速度之间的差异有助于曳力。因此，增加边界层区域中的相对速度可以减小曳力，反之，减小边界层区域中的相对速度可以增加曳力。曳力可以由流中的扰动造成，从而阻碍表面附近的流。随着雷诺数的增加，此类干扰不会被阻尼，这会导致造成增加的干扰的相互作用，诸如湍流涡流。干扰可以从表面流到外边界层，这会造成持续的干扰。本解决方案可以通过控制自由流的速度与边界层的相对速度之间的差异来控制表面曳力，诸如通过中断表面附近的扰动的生成。
边界层中的湍流可以导致曳力。湍流的边界层可以具有大量涡流，这些涡流将动量从边界层的较快移动的外部部分转移到更靠近表面的相对较慢的部分。照此，湍流边界层可以比层流边界层具有更大的表面摩擦，后者具有更平滑的流，并且一般没有这些涡流。修改湍流涡流可以使边界层更加层流，因此可以被用于减小曳力。修改涡流还可以改变湍流的性质，以增加或减小曳力。本解决方案可以通过修改和/或控制边界层中的湍流涡流来控制表面摩擦和曳力。
本解决方案的系统和方法可以通过在覆盖主体的表面中产生变形来操纵边界层。这在垂直于流体流的表面上产生移动(例如，翼展运动)。本解决方案的系统和方法可以以不同的运动来移动表面的分开的区段，诸如垂直于流的方向、平行于流体的流(例如，顺流运动)或垂直与平行之间的各种方向。翼展和顺流运动都可以搅动边界层处的空气分子。
翼展和顺流运动或者两者的某种组合都可以产生一个或多个表面波(沿着可变形表面与流体之间的界面传播的机械波)，该表面波可以在一个或多个方向上操纵边界层。表面波可以是简单的表面波，诸如正弦波，或者可以是任何其它类型的波，包括但不限于正弦波的叠加。另外，表面波的波形可以是非周期性的或阻尼的，或者可以包括许多表面位移或变形。可以应用多种信号处理和分析技术中的任何一种以便生成期望的波形，包括但不限于傅立叶变换、快速傅立叶变换(FFT)、小波变换等。
与可以依赖提供主体的空气动力学形状而不是操纵流体的边界层并且可能不允许实时控制表面操纵以控制表面曳力的现有系统相比，本解决方案可以主动在包围主体的表面上产生变形和/或主动移动围绕主体的表面的分开的区段。照此，本解决方案可以实现更适应和可控的边界层操纵、表面波生成和表面曳力修改。
虽然可以参考作为流体介质的空气来描述本文公开的许多概念，但是本解决方案可以使得能够主动控制多种流体中的任何一种的表面曳力。
A.使用表面振荡来主动控制表面曳力的系统和方法
总体上参考图1-8，示出了一种流体控制系统，该流体控制系统可以被用于通过生成表面的振荡来主动控制表面的表面曳力，诸如通过使表面的部分在表面的平面内或表面的平面外移动。在一些实施例中，流体控制系统包括在至少第一和第二方向上覆盖主体的表面。第一方向与第二方向正交。表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧。流体控制系统包括在表面的顶侧上的一个或多个可移动区段，诸如多个分开的可移动区段。可移动区段可以被配置为通过使至少一个可移动区段沿着表面的顶侧移动来修改在表面之上流动的流体的边界层。流体控制系统可以通过选择性地移动至少一个分开的可移动区段来选择性地控制表面之上的表面曳力。
现在参考图1-2，描绘了使用至少一个分开的可移动区段101的流体控制系统100。表面103在第一和第二方向上覆盖主体109。表面103具有面向主体的底部107和与底侧相对的顶部105。流体111在表面103的顶部105之上在顺流方向122上流动，其可以相对于翼展方向124成各种角度，包括但不限于垂直于翼展方向124。表面103可以包括或定义各种可移动区段101，这些可移动区段101可以彼此连接或彼此隔开。
除了流体控制系统100通过移动至少一个可移动区段101而不是使变形器将表面103变形到表面103的平面中和表面103的平面外来修改流体边界层115之外，流体控制系统100可以类似于本文进一步描述的流体控制系统1000。流体控制系统100可以使至少一个可移动区段101平行于表面103的平面(例如，在翼展方向124上)移动(例如，与其在平面内)，或者从表面103的平面移入和移出。(一个或多个)可移动区段101的顺流或翼展移动可以生成表面波和振荡，这可以修改流体边界层115。在一些实施例中(诸如图1中所描绘的)，多个分开的可移动区段101沿着表面103定位，在分开的可移动区段101之间具有间隙。在一些实施例中，可移动区段101中的至少一些可以是连续的或者以其它方式彼此连接(例如，而不是在它们之间具有间隙)，同时由致动器102如下所述在各个方向上驱动。
在一些实施例中，第一可移动区段101相对于第二可移动区段101移动。例如，第一可移动区段101和第二可移动区段101可以各自连接到致动器102，致动器102可以在相反的方向上(例如，沿着顺流方向122或翼展方向124的相反方向)驱动第一和第二可移动区段101。在一些实施例中，第一可移动区段101是固定的，而第二可移动区段101相对于固定的第一可移动区段101移动。致动器102可以使至少一个可移动区段101在表面103的平面中或在表面103的平面外移动。
在各种实施例中，第一可移动区段101可以耦合到第二可移动区段101。例如，可移动区段101可以通过固定构件耦合。可移动区段101可以通过弹簧构件耦合，该弹簧构件可以通过在可移动区段101之间传输和/或阻尼移动力来促进表面波生成。
可移动区段101的宽度可以变化。例如，可以基于局部流条件选择可移动区段101的宽度，诸如将可移动区段101的宽度与和局部流条件相关联的参数相关联。参数可以包括流体111的雷诺数、平均率或边界层厚度中的至少一项。照此，由可移动区段101生成的表面波可以以破坏具有特定维度的流体111的扰动(诸如湍流涡流)为目标。
进一步参考图2，流体控制系统100包括传感器117。传感器117可以检测流体111的参数，诸如在流体边界层115处的流体111的参数。在一些实施例中，传感器117可以检测参数(例如，与控制电路119协作)，诸如摩擦速度、表面剪切应力、粘度、压力、温度，或指示流体111的湍流的各种参数。
流体控制系统100包括控制电路119。控制电路119包括处理器121和存储器123。控制电路119可以控制(一个或多个)致动器102和(一个或多个)可移动区段101的操作，以便移动至少一个可移动区段101并生成表面波，以主动控制与流体边界层115相关联的表面曳力。例如，控制电路119可以基于由传感器117检测到的参数来生成控制信号。控制电路119可以将控制信号传输到(一个或多个)致动器102以移动(一个或多个)可移动区段101以产生表面波。控制电路119生成控制信号，该控制信号指定(一个或多个)致动器102使(一个或多个)可移动区段101移动的相对速度。在一些实施例中，控制信号指定移动的频率、移动的持续时间，或者(一个或多个)可移动区段101被移动到表面103上的位置。控制电路119可以生成控制信号，以使可移动区段101以实现期望的表面波和/或对流体111的表面曳力的修改的方式移动。控制电路119可以生成控制信号以指示(一个或多个)可移动区段101的移动的振幅。控制电路119可以生成控制信号以指示一个或多个可移动区段101相对于彼此的移动的频率。控制电路119可以生成控制信号以指示(一个或多个)可移动区段101中的每一个的移动的相位。控制电路119可以生成控制信号，以指示与(一个或多个)可移动区段101在表面103的平面中沿着其移动的空间距离对应的有效波长。控制电路119可以生成控制信号，以指示要一起移动的多个可移动区段101(例如，以群或组，使得组中每个可移动区段101的位置相同或相对于零或基准位置相同)。
现在参考图3，在一些实施例中，至少一个致动器102可以包括至少一个带201，其使(一个或多个)可移动区段101跨表面103移动。在一些实施例中，每个带201之间是间隙203。至少一个带201可以使(一个或多个)可移动区段101在相反的方向上移动。至少一个带201可以使(一个或多个)可移动区段101以不同的速度移动，以获得跨表面的离散速度波。在一些实施例中，每个可移动区段101独立地并且彼此异相地移动以生成驻波。至少一个带201可以以正弦或其它周期性运动来移动(一个或多个)可移动区段101。
现在参考图4，可以将一个或多个弹簧301附接到(一个或多个)可移动区段101。至少一个致动器可以包括至少一个弹簧致动器303，该弹簧致动器303压缩和释放(一个或多个)弹簧301，以使(一个或多个)可移动区段101跨表面103在顺流或翼展方向上移动。至少一个弹簧致动器303可以包括各种致动器，诸如压电致动器、气动致动器或由流体流自身致动的致动器。至少一个弹簧致动器303可以以共振频率驱动(一个或多个)弹簧301，诸如使得(一个或多个)弹簧301能够完全共振。在(一个或多个)弹簧301被至少一个弹簧致动器303释放之后，(一个或多个)分开的可移动区段101可以振荡。这种振荡运动可以有助于产生表面波，以修改在表面103之上流动的流体的边界层。在一些实施例中，在可移动区段101之间存在间隙。如上所述，可移动区段101的宽度可以变化，以便优化沿着表面103的宽度或长度的曳力减小。
现在参考图5，表面103可以包括盘形可移动区段401，其可以绕垂直于表面103的轴在任一方向上旋转或振荡，以修改流体的边界层。在一些实施例中，每个可移动区段401以唯一的角速度被旋转。可移动区段401可以定位在表面103上，以在以期望的角速度被旋转或振荡时生成表面波。
现在参考图6，在一些实施例中，表面103可以包括(一个或多个)可移动区段501。可移动区段501呈三角形，其三角形的长轴在顺流方向上对准。可移动区段501被成形并且可以以使沿着表面103的顺流长度的曳力减小最优化的方式在翼展方向上振荡。可移动区段501可以振荡相对小的量(例如，小于阈值旋转角度，该阈值角度小于或等于三十度、小于或等于十五度、小于或等于五度)。
现在参考图7，在一些实施例中，可移动区段101包括一个或多个丝线(wire)601，这些丝线通过至少一端603锚定到表面103。丝线603移动通过并修改流体的边界层115。在一些实施例中，流体在主体109之上的流生成丝线603的移动，这种移动修改流体的边界层。在一些实施例中，主体109的移动生成丝线601的移动。基于诸如丝线长度、丝线间距和丝线刚度之类的因素，可以选择被锚定的端603的位置以通过丝线603的移动来最大化边界层修改。
现在参考图8，在一些实施例中，可移动区段101是互锁的。例如，如图8中所示，第一可移动区段101可以包括第一延伸部702，其至少部分地与第二可移动区段101的第二延伸部704相邻地延伸。在一些实施例中，可以在可移动区段101之间以及因此在延伸部701、702之间提供间隙(未示出)。间隙可以最低限度地小，这可以使区段101之间的颤动和曳力最小化。
现在参考图9，描绘了主动控制表面曳力的方法900。可以使用流体控制系统100来执行方法900。在901处，在流体流中的主体之上提供表面。该表面在至少两个正交方向上覆盖主体并且包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧。
在903处，提供可移动区段。可移动区段可以跨表面顺流移动。可移动区段可以移出表面的平面。可以提供多个可移动区段，它们可以具有间歇的间隙。可移动区段可以包括带、可旋转的盘或可以跨可变形的表面移动的其它组件。
在905处，测量在可变形表面上流动的流体的参数。参数可以包括多种参数中的任何一个，诸如摩擦速度、表面剪切应力、粘度、压力、温度，或指示湍流的各种参数。
在907处，由控制电路基于测得的参数生成修改测得的参数的控制信号。例如，控制电路可以生成控制信号以修改可移动区段的操作，以实现目标表面曳力、流体流速、车辆速度、车辆燃料燃烧，或与在可变形表面之上流动的流体的表面曳力相关的其它参数。
在909处，控制信号被传输到可移动区段(例如，传输到与可移动区段耦合的致动器，该致动器控制可移动区段的移动)。基于控制信号，在911处，可移动区段移动以修改流体的参数。例如，当流体在主体之上流动时，可移动区段可以以旨在修改流体的表面曳力的方式移动。
如图9中所示，控制电路可以通过迭代地测量在表面之上流动的流体的参数并在每次迭代时更新控制信号以实现测得的参数的期望值来执行控制循环。例如，传感器可以测量边界层中各个点处的流体流速。传感器将测量结果传输到控制电路，然后控制电路将其与边界层处的期望流体流速进行比较。如果测得的流体流速低于期望的流体流速，那么控制电路将生成将导致分开的可移动区段移动以增加流体流速的控制信号。如果测得的流体流速高于期望的流体流速，那么控制电路将生成将导致可移动区段移动以降低流体流速的控制信号。在控制信号传输到可移动区段之后，传感器再次测量边界层处的流体流速，并反馈回路继续。在一些实施例中，传感器将测量通过流体的主体的速度，并将测量结果传输到控制电路，控制电路将其与期望的主体的速度进行比较。如果主体的速度低于期望的速度，那么控制电路将生成将导致分开的可移动区段移动以通过减小表面曳力来增加主体的速度的控制信号。如果主体的速度高于期望的速度，那么控制电路将生成将导致分开的可移动区段移动以通过增加表面曳力来减小主体的速度的控制信号。在跟随控制信号之后，传感器再次测量主体的速度，并且反馈回路继续。
B.使用表面变形主动控制表面曳力的系统和方法
总体上参考图10-17，示出了一种流体控制系统，与参考图1-9描述的可移动区段运动相反，该流体控制系统可以被用于通过使表面变形来主动控制表面的表面曳力。例如，流体控制系统可以使表面在离开该表面(或其一部分)所在的初始平面的方向上(诸如垂直于该初始平面的方向)移动，或者可以使该表面在初始平面中移动。在一些实施例中，流体控制系统包括在至少第一和第二方向上覆盖主体的可变形表面。第一方向与第二方向正交。可变形表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧。流体控制系统还包括在可变形表面与主体之间的至少一个变形器。该至少一个变形器被配置为通过选择性地使表面的顶侧变形来修改在可变形表面之上流动的流体的边界层。流体控制系统可以通过选择性地使表面的顶侧变形来选择性地控制在可变形表面之上的表面曳力。
现在参考图10-11，描绘了使用可变形表面1001的流体控制系统1000。可变形表面1001在第一和第二方向上覆盖主体1007。可变形表面1001具有面向主体1007的底侧1005和与底侧1005相对的顶侧1003。主体1007可以是翼型的形状。主体1007可以是或形成诸如风力涡轮机和推进器之类的设备的一部分。
在一些实施例中，主体1007包括翼、尾部、机身或火箭、商用飞机、军用飞机、无人驾驶航空器或任何其它空中运输平台的任何其它部件或部件的组合。在一些实施例中，主体1007是潜水艇、潜水器、小船、轮船、驳船、个人船只、滑水橇或任何其它水上运输平台的外部壳体或任何其它部件或部件的组合。在一些实施例中，主体1007是拖拉机拖车、卡车、拖拉机拖车、汽车、摩托车、拖拉机、割草机、机动踏板车、自行车或任何其它地面运输平台的框架或任何其它部件或部件的组合。
流体控制系统1000包括被配置为使可变形表面1001的顶侧1003变形的一个或多个变形器1011。通过使可变形表面1001的顶侧1003变形，变形器1011可以主动控制可变形表面1001之上的表面曳力。变形器1011可以在垂直于流体1009的流的表面上生成变形。流体1009可以是空气、水或可以在可变形表面1001之上流动的任何其它流体。如图10中所示，流1009在垂直于翼展方向1024的顺流方向1022上流动。通过将可变形表面1001移入或移出可变形表面1001(或其一部分)所在的初始平面，或者至少部分地在初始平面内，变形器1011可以改变边界层1015处流体1009的速度。
变形器1011可以选择性地使可变形表面1001的顶侧1003变形，这可以修改跨可变形表面1001流动的流体1009的边界层1015。变形器1011可以使可变形表面在特定位置处单独变形，从而允许控制变形跨可变形表面1001的顶侧1003的放置。在一些实施例中，变形器1011可以控制可变形表面1001上的变形的频率、振幅、持续时间和间歇性中的一个或多个，以使流体1009的预期表面波实现跨可变形表面1001流动的流体1009的表面曳力的期望改变。
在一些实施例中，一个或多个致动器1013控制一个或多个变形器1011。在一些实施例中，每个致动器1013控制对应的变形器1011。在一些实施例中，至少一个致动器1013控制多于一个变形器1011。一个或多个致动器1013可以由外部电源、电池、太阳能、内燃发动机或任何其它动力源提供动力。例如，下面讨论的控制电路1017可以输出控制信号，以使电源将期望的电流和/或期望的电压输送到一个或多个致动器1013，以使一个或多个致动器1013移动。
变形器1011可以产生表面波以修改边界层1015的湍流。边界层1015中的流体1009将具有多个速度的速度分布，这些速度小于流体1009的自由流区域1016中的速度。变形器1011可以在可变形表面1001上的特定位置处并且在特定时间生成选择性变形，以产生翼展运动，其可产生一个或多个表面波，其可以修改边界层1015处的流体1009的相对速度和/或边界层1015中的湍流流动的量。变形器1011对边界层1015的受控修改可以允许对主体1007在行进通过流体1009时经历的表面曳力进行的控制的测量。
在一些实施例中，可变形表面1001包括弹性体材料、薄膜材料、亚硝酸硅、石墨或长链聚合物中的至少一种。可以选择可变形表面1001的材料以增强可变形表面1001的空气动力学特征。可以选择可变形表面1001的材料以在边界层1015和主体1007之间实现最有利于主动控制表面曳力的适当界面。
在一些实施例中，可变形表面1001包括柔性材料并且被构造为在不同形状的主体之上被拉伸。这允许可变形表面1001被制造为与几个不同的主体一起工作。例如，可变形表面1001可以被构造为装配到不同型号但都具有相似尺寸的飞机机翼上。当将可变形表面1001放置在每个主体1007上时，可以对其进行轻微调整。变形器1011可以相对于预期的流体流方向位于某些位置，以实现期望的表面曳力的主动控制。
进一步参考图11，流体控制系统1000包括传感器1018。传感器1018可以类似于流体控制系统100的传感器117。传感器1018可以检测包围在第一和第二方向上覆盖主体1007的可变形表面101的流体1009的至少一个参数。传感器1018可以包括流量计以检测流体边界层1015的流体1009的速度。传感器1018可以包括检测自由流区域1016的流体1009的速度的流量计。
在一些实施例中，传感器1018检测与主体1007或包括主体1007的平台相关联的参数。例如，传感器1018可以包括检测主体1007的位置或朝向中的至少一个的位置传感器，诸如加速度计、陀螺仪、GPS/GNSS传感器或惯性导航系统。传感器1018可以包括压力传感器。传感器1018可以包括温度传感器。在一些实施例中，传感器1018检测与包括主体1007的平台的燃料水平相关联的参数，该参数可以被(下面描述的控制电路1017)用于确定平台的燃料燃烧率。
在一些实施例中，流体控制系统1000包括控制电路1017。类似于流体控制系统100的控制电路119，控制电路1017可以包括处理器1019和存储器1021。处理器1019可以是通用或专用处理器、专用集成电路(ASIC)、一个或多个现场可编程门阵列(FPGA)、一组处理组件，或其它合适的处理组件。处理器1019被配置为执行存储在存储器1021中或从其它计算机可读介质(例如，CDROM、网络存储装置、远程服务器等)接收的计算机代码或指令。存储器1021可以包括一个或多个设备(例如，存储器单元、存储器设备、存储设备等)，用于存储数据和/或计算机代码，以完成和/或促进本公开中描述的各种过程。存储器1021可以包括随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、硬盘驱动器存储器、临时存储器、非易失性存储器、闪存、光学存储器，或用于存储软件对象和/或计算指令的任何其它合适的存储器。存储器1021可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件，或用于支持本公开中描述的各种活动和信息结构的任何其它类型的信息结构。存储器1021可以经由控制电路1017可通信地连接到处理器1019，并且可以包括用于(例如，由处理器1019)执行本文描述的一个或多个过程的计算机代码。当处理器1019执行存储在存储器1021中的指令时，处理器1019一般配置控制电路1017以完成此类活动。
传感器1018将检测到的参数发送到控制电路1017。控制电路1017基于从传感器1018接收到的(一个或多个)参数来生成控制信号。控制电路1017可以通过实施多种适用控制算法或适用控制算法的组合中的任何一种来产生控制信号，这些适用控制算法包括但不限于智能算法(人工智能、模糊控制、神经网络、遗传算法、基于随机优化的控制等)、查找表、传统控制器(经典控制器、多变量控制器、最优控制器等)等。控制电路1017可以基于接收到的参数(诸如基于速度和/或压力信息)来计算在可变形表面1001之上流动的流体1009的表面曳力。
控制电路将控制信号传输到致动器1013，致动器1013移动变形器1011以在可变形表面1001中产生变形。这种变形可以修改流体边界层1015，这可以导致主体1007上的表面曳力的修改。
在一些实施例中，控制电路1017通过确定将通过变形器1011的操作而生成的表面波的期望特性来生成控制信号，并且执行将期望特性翻译成用以控制(一个或多个)致动器1013的操作的信息的控制功能。例如，控制电路1017可以基于表面波的期望特性来生成控制信号，以指示每个变形器1011的运动的振幅、频率或间歇性中的至少一个。控制电路1017可以类似地基于流体1009的期望表面曳力、流体1009的速度、流体1009的流率(flow rate)或与主体1007、可变形表面1001和/或流体1009相关联的其它参数来生成控制信号。
在一些实施例中，控制电路1017基于由传感器1018检测到的参数来生成控制信号。例如，控制电路1017可以接收诸如速度、燃料水平或与包括主体1007的平台的操作相关联的其它参数之类的参数，将接收到的参数与该参数的目标值进行比较，并修改控制信号以减小接收到的参数与参数的目标值之间的差异。类似地，控制电路1017可以生成控制信号以实现表面曳力、流体1009的流率或可以由传感器1018测量和/或基于由传感器1018测得的参数计算的其它参数的目标值。
现在参考图12，在一些实施例中，流体控制系统1000通过相对于可变形表面1001选择性地移动流体1104使可变形表面1001变形。如图2中所示，至少一个变形器1011包括至少一个流体通道1103。至少一个流体通道1103可以通过耦合件1105耦合到多个腔体1101。流体1104可以通过耦合件1105在流体通道1103与一个或多个腔体1101之间转移，从而增加或减小腔体1101的体积。腔体1101的体积的增加或减小可以对可变形表面1001产生变形。在一些实施例中，可变形表面1001可以是腔体1101的表面。在一些实施例中，可变形表面1001可以是在腔体1101之上被拉伸的柔性材料。在腔体1101和流体通道1103之间转移的流体1104可以是气体、液体、粘性凝胶状流体或任何其它流体。当流体1104在腔体1101和流体通道1103之间转移时，腔体1101可以被定位成引起表面波。致动器1013可以包括泵以驱动流体1104通过流体通道1103。
现在参考图13，在一些实施例中，流体控制系统1000包括一个或多个被成形为T形杆的变形器1011。例如，一个或多个变形器1011可以包括耦合到一个或多个对应致动器1013的第一构件1202，以及耦合到第一构件1202和可变形表面1001的第二构件1204。至少一个致动器1013可以通过旋转一个或多个变形器1011而在各个受控位置处向可变形表面1001施加扭矩，从而导致可变形表面1001变形。致动器1013可以使T形杆变形器1011绕垂直于表面的轴旋转(例如，绕翼展轴1024旋转)。可变形表面1001上变形器1011对其施加力的位置可以被选择，使得通过变形生成表面波。当一个或多个变形器1011旋转时，第二构件1204可以随着可变形表面1201变形而变形。
现在参考图14，在一些实施例中，至少一个致动器1013包括杆致动器1303，该杆致动器1303可以使一个或多个杆1301绕平行于可变形表面1001的轴旋转。例如，如图14中所示，杆1301可以在顺流方向1022上相对于彼此移动。杆1301的移动可以在可变形表面1001上产生变形。杆1301的移动还可以使变形跨可变形表面1001移动。
现在参考图15，在一些实施例中，至少一个致动器1013包括杆致动器1413，该杆致动器1413可以使一个或多个杆1411绕平行于可变形表面1001的轴旋转。杆致动器1413还可以在垂直于可变形表面1001的方向上移动杆1411。杆1411的移动可以在可变形表面1001上产生变形。
现在参考图16，在一些实施例中，至少一个致动器1013包括一个或多个电磁变形器1501。一个或多个电磁变形器1501可以在受控位置处选择性地生成一个或多个电磁脉冲(例如，时变电磁场)。在各种此类实施例中，可变形表面1001对电磁脉冲做出响应并且可以或者被吸引到电磁脉冲(如区域1505)，或者被电磁脉冲排斥(如在区域1503处)。可变形表面1001对由电磁变形器1501产生的电磁脉冲的反应在可变形表面1001上产生变形。电磁变形器1501可以调制电磁脉冲的频率或量值中的至少一个，以选择性地移动可变形表面1001。
现在参考图17，描绘了可变形表面1001覆盖主体1007。在一些实施例中，传感器4603测量流体1009的自由流区域1016的参数。传感器4601测量流体1009的边界层区域1015的参数。由传感器1603和1601测得的参数可以包括流体流速、温度、流体压力和流体的粘度。在一些实施例中，传感器1601和1603中的任一个或两者将它们的测量结果传输到控制电路1017，如图11中所描绘的。控制电路1017可以使用这些测量结果来计算与导致对包围可变形表面1001的流体的边界层的修改的表面变形相关联的参数，以使控制电路1017能够基于对边界层的期望修改来输出控制信号。
现在参考图18，描绘了主动控制表面曳力的方法1800。该方法可以使用流体控制系统1000来执行。在1801处，在流体流中的主体之上提供表面。该表面可以是可变形的。例如，表面可以是柔性的。
在1803处，提供能够使表面变形的变形器。变形器可以耦合到表面，诸如在表面与主体之间的表面的下侧。提供变形器可以包括提供多个变形器。
在1805处，测量在可变形表面之上流动的流体的参数。参数可以包括流体流速。例如，参数可以包括在可变形表面之上流动的流体的边界层中的流体流的速度；参数可以包括超出边界层的自由流(自由流)中的流体流的速度。参数可以包括流体的压力或温度中的至少一个。在一些实施例中，参数包括主体的参数或包括主体的平台的参数，诸如速度或燃料燃烧率。
在1807处，由控制电路基于测得的参数生成用于修改测得的参数的控制信号。例如，控制电路可以生成控制信号以实现目标表面曳力、流体流速、车速、车辆燃料燃烧，或与在可变形表面之上流动的流体的表面曳力相关的其它参数。
在1809处，控制信号被传输到变形器。基于控制信号，变形器选择性地使可变形表面的顶侧变形以修改流体的参数。
如图18中所示，控制电路可以通过迭代地测量在表面之上流动的流体的参数并在每次迭代时更新控制信号以实现测得的参数的期望值来执行控制循环。例如，控制电路可以周期性地计算流体的速度，将计算出的速度与目标速度进行比较，并修改控制信号(并因此修改可变形表面的变形)以减小计算出的速度与目标速度之间的差异。在一些实施例中，控制电路可以将包括主体的车辆的当前燃料燃烧率与目标燃料燃烧率进行比较，并且修改控制信号(并因此修改可变形表面的变形)以减小当前燃料燃烧率与目标燃料燃烧率之间的差。
如本文所使用的，术语“大致”、“大约”、“基本上”和类似术语旨在具有广泛的含义，与本公开的主题涉及的本领域普通技术人员的普通和公认用法相一致。审阅本公开的本领域技术人员应当理解的是，这些术语旨在允许描述所描述并要求保护的某些特征，而不将这些特征的范围限制到所提供的精确数值范围。因而，这些术语应当被解释为指示所描述并要求保护的主题的无实质或无关紧要的修改或变更被认为在所附权利要求书中陈述的本公开的范围内。
如本文所使用的，术语“耦合”是指两个构件彼此直接或间接地接合。这样的接合可以是静止的(例如，永久的或固定的)或可移动的(例如，可移除的或可释放的)。这种接合可以通过两个构件彼此直接耦合、通过两个构件使用分开的中间构件和任何附加的彼此耦合的中间构件彼此耦合或者通过两个构件使用与两个构件之一一体地形成为单个整体的中间构件彼此耦合来实现。此类构件可以机械地、电气地和/或流体地耦合。
如本文所使用的，术语“或”以其包含性含义(而不是以其排他性含义)使用，使得当用于连接元件的列表时，术语“或”指列表中的一个、一些或全部元素。除非另有明确说明，否则诸如短语“X、Y和Z中的至少一个”之类的连接性语言应理解为传达元素可以是X、Y、Z中任一个；X和Y；X和Z；Y和Z；或X、Y和Z(即，X、Y和Z的任何组合)。因此，除非另外指出，否则这种连接性语言一般不旨在暗示某些实施例要求存在X中的至少一个、Y中的至少一个和Z中的至少一个。
本文中对元件的位置(例如，“顶部”、“底部”、“上方”、“下方”等)的引用仅用于描述附图中各种元件的朝向。应当注意的是，根据其它示例性实施例，各种元件的朝向可以不同，并且这样的变化旨在被本公开所涵盖。
结合本文公开的实施例描述的用于实现各种过程、操作、说明性逻辑、逻辑块、模块和电路的硬件和数据处理组件可以用被设计为执行本文描述的功能的通用单芯片或多芯片处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或其它可编程逻辑设备、离散门或晶体管逻辑、离散硬件组件或其任何组合来实现或执行。通用处理器可以是微处理器，或者是任何常规的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以被实现为计算设备的组合，诸如DSP和微处理器的组合、多个微处理器、与DSP核心结合的一个或多个微处理器，或任何其它这样的配置。在一些实施例中，特定过程和方法可以由特定于给定功能的电路系统执行。存储器(例如，存储器、存储器单元、存储设备等)可以包括一个或多个用于存储数据和/或计算机代码的设备(例如，RAM、ROM、闪存、硬盘存储器等)以完成或促进本公开中描述的各种过程、层和模块。存储器可以是或包括易失性存储器或非易失性存储器，并且可以包括数据库组件、目标代码组件、脚本组件，或用于支持本公开中描述的各种活动和信息结构的任何其它类型的信息结构。根据示例性实施例，存储器经由处理电路可通信地连接到处理器并且包括用于(例如，由处理电路和/或处理器)执行本文描述的一个或多个过程的计算机代码。
本公开预期任何机器可读介质上用于实现各种操作的方法、系统和程序产品。本公开的实施例可以使用现有的计算机处理器来实现，或者由为此目的或其它目的而被并入的用于适当系统的专用计算机处理器来实现，或者由硬连线系统来实现。本公开的范围内的实施例包括程序产品，该程序产品包括用于在其上承载或具有存储在其上的机器可执行指令或数据结构的机器可读介质。这样的机器可读介质可以是可以由通用或专用计算机或具有处理器的其它机器访问的任何可用介质。举例来说，这样的机器可读介质可以包括RAM、ROM、EPROM、EEPROM或其它光盘存储装置、磁盘存储装置或其它磁性存储设备，或者可以被用于以机器可执行指令或数据结构的形式承载或存储期望程序代码并且可以由通用或专用计算机或其它带有处理器的机器访问的任何其它介质。以上的组合也包括在机器可读介质的范围内。机器可执行指令包括例如使通用计算机、专用计算机或专用处理机器执行特定功能或功能组的指令和数据。
虽然附图和描述可以示出方法步骤的具体次序，但是除非上文另外指定，否则这些步骤的次序可以与所描绘和描述的次序不同。而且，两个或更多个步骤可以并发地执行或部分并发地执行，除非上面另有说明。这种变化可以例如取决于所选择的软件和硬件系统并取决于设计者的选择。所有这些变化都在本公开的范围内。同样，可以用具有基于规则的逻辑和其它逻辑的标准编程技术来完成所描述方法的软件实施方式，以完成各种连接步骤、处理步骤、比较步骤和决策步骤。
重要的是要注意，各种示例性实施例中所示的流体控制系统的结构和布置以及流体控制方法仅仅是说明性的。此外，一个实施例中公开的任何元素可以与本文公开的任何其它实施例结合或利用。虽然上面已经描述了可以在另一个实施例中结合或利用的来自一个实施例的元素的仅一个示例，但是应当认识到的是，各种实施例的其它元素可以与本文公开的任何其它实施例结合或利用。

Claims (77)

1.一种流体流控制系统，包括：
表面，在至少第一方向和第二方向上覆盖主体，第一方向与第二方向正交，该表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧；以及
在表面的顶侧上的至少一个可移动区段，所述至少一个可移动区段被配置为通过沿着表面的顶侧移动或移出来修改在表面之上流动的流体的边界层。
2.如权利要求1所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段选择性地生成表面波。
3.如权利要求1所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段包括沿相反方向移动的多个可移动区段。
4.如权利要求3所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段包括至少一个致动器，所述致动器以振荡方式选择性地旋转所述多个可移动区段以生成表面波。
5.如权利要求1所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段包括以不同的速度或不同的方向中的至少一种移动的多个可移动区段。
6.如权利要求1所述的流体流控制系统，包括：
多个弹簧，附接到所述至少一个可移动区段；以及
多个致动器，被配置为选择性地压缩所述多个弹簧，所述多个弹簧以平行于表面的振荡运动来移动所述至少一个可移动区段。
7.如权利要求1所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段包括多个分开的可移动区段，所述多个分开的可移动区段被定位在表面上使得在各个分开的可移动区段之间存在间隙。
8.如权利要求1所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段包括至少一个板，所述至少一个板被配置为在垂直于表面的轴上旋转。
9.如权利要求8所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个板包括圆盘。
10.如权利要求8所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个板包括三角形的盘。
11.如权利要求1所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段包括至少一对杆，所述至少一对杆被配置为绕垂直于表面的一对轴旋转，所述杆平行于表面；以及
所述至少一个可移动区段包括至少一个致动器，所述至少一个致动器使所述至少一对杆沿相反方向选择性地旋转以生成表面波。
12.如权利要求1所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个可移动区段包括在至少一端上锚定到表面的多个丝线，所述多个丝线被配置为通过经由流体的移动来修改边界层。
13.如权利要求1所述的流体流控制系统，包括：
至少一个传感器，其测量包围表面的流体的至少一个特性。
14.如权利要求13所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个传感器测量包围表面的边界层内部的流体的流率。
15.如权利要求14所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个传感器测量包围表面的边界层外部的流体的流率。
16.如权利要求1所述的流体控制系统，包括：
控制电路，被配置为基于在表面之上流动的流体的测得的特征来控制所述至少一个可移动区段的操作。
17.如权利要求16所述的流体控制系统，其中：
所述控制电路使所述至少一个可移动区段生成驻波。
18.一种流体控制系统，包括：
表面，在至少第一方向和第二方向上覆盖主体，第一方向与第二方向正交，该表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧；
至少一个传感器，被配置为测量在表面之上流动的流体的参数；
在表面的顶侧上的至少一个可移动区段；以及
控制电路，被配置为基于测得的参数来控制所述至少一个可移动区段，以通过沿着表面的顶侧移动来修改在表面之上流动的流体的边界层。
19.一种方法，包括：
由至少一个传感器测量在表面之上流动的流体的参数，该表面在至少第一方向和第二方向上覆盖主体，第一方向与第二方向正交，该表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧；
由控制电路生成控制信号，以基于测得的参数来修改参数；以及
由控制电路将控制信号传输到表面的顶侧上的至少一个可移动区段，以使所述至少一个可移动区段移动以修改流体的参数。
20.如权利要求19所述的方法，包括：
使用所述至少一个可移动区段选择性地生成表面波。
21.如权利要求19所述的方法，其中：
所述至少一个可移动区段包括多个可移动区段，该方法包括：沿相反方向移动所述多个可移动区段。
22.如权利要求21所述的方法，包括：
使多个分开的可移动区段以振荡方式移动。
23.如权利要求19所述的方法，其中所述至少一个可移动区段包括多个可移动区段，该方法包括：
使所述多个可移动区段以不同的速度或不同的方向中的至少一种来移动。
24.如权利要求19所述的方法，包括：
由多个致动器选择性地压缩附接到所述至少一个可移动区段的多个弹簧，以使所述至少一个可移动区段以平行于表面的振荡运动移动。
25.如权利要求19所述的方法，其中：
所述至少一个可移动区段包括多个分开的可移动区段，所述多个分开的可移动区段被定位在表面上使得在各个分开的可移动区段之间存在间隙。
26.如权利要求19所述的方法，包括：
由至少一个分开的可移动区段的至少一个致动器在垂直于表面的轴上选择性地旋转至少一个板。
27.如权利要求25所述的方法，其中：
所述至少一个板包括圆盘。
28.如权利要求25所述的方法，其中：
所述至少一个板包括三角形的盘。
29.如权利要求19所述的方法，包括：
由至少一个分开的可移动区段的至少一个致动器在垂直于表面的轴上沿相反方向选择性地旋转至少一对与表面平行的杆，以生成表面波。
30.如权利要求19所述的方法，其中：
所述至少一个可移动区段包括在至少一端上锚定到表面的多个丝线。
31.如权利要求19所述的方法，包括：
由所述至少一个传感器测量包围表面的边界层内部的流体的流率。
32.如权利要求19所述的方法，包括：
由所述至少一个传感器测量包围表面的边界层外部的流体的流率。
33.如权利要求19所述的方法，包括：
以所述至少一个可移动区段的共振频率驱动所述至少一个可移动区段。
34.一种流体流控制系统，包括：
可变形表面，其在至少第一方向和第二方向上覆盖主体，第一方向与第二方向正交，该可变形表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧；以及
在可变形表面与主体之间的至少一个变形器，所述至少一个变形器被配置为通过选择性地使表面的顶侧变形来修改在可变形表面之上流动的流体的边界层。
35.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中所述至少一个变形器选择性地使表面的顶侧在表面的顶侧的平面内变形。
36.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中所述至少一个变形器选择性地使表面的顶侧在表面的顶侧的平面外变形。
37.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中所述至少一个变形器以所述至少一个变形器的共振频率来驱动。
38.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个变形器使表面的顶侧变形以生成一个或多个表面波。
39.如权利要求37所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个变形器以振荡方式选择性地使表面的顶侧变形以生成所述一个或多个表面波。
40.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中：
所述流体是第一流体；
所述可变形表面包括多个腔体；以及
所述至少一个变形器包括至少一个第二流体通道，所述至少一个第二流体通道流体地耦合到所述多个腔体，所述至少一个变形器被配置为通过控制所述多个腔体中的第二流体的量来选择性地生成多个变形。
41.如权利要求39所述的流体流控制系统，其中：
当选择性地输送流体时，所述多个腔室被定位成生成表面波。
42.如权利要求39所述的流体流控制系统，其中：
输送到所述多个腔室的流体包括气体。
43.如权利要求39所述的流体控制系统，其中：
输送到所述多个腔室的流体包括粘性凝胶状流体。
44.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个变形器包括至少一个致动器，所述至少一个致动器被配置为通过在多个受控位置处向可变形表面施加力来使可变形表面变形。
45.如权利要求43所述的流体流控制系统，其中：
当所述至少一个变形器使可变形表面变形时，所述多个受控位置被定位成生成表面波。
46.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个变形器包括至少一个T形杆，所述至少一个T形杆被配置为被选择性地压向可变形表面并且绕垂直于可变形表面的轴旋转。
47.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个变形器包括压向可变形表面的至少一个杆，所述至少一个杆被配置为绕平行于可变形表面的轴旋转；以及
所述至少一个变形器包括至少一个致动器，所述至少一个致动器被配置为通过在表面下方旋转所述至少一个杆来调整变形的位置。
48.如权利要求46所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个致动器被配置为使所述至少一个杆朝向或远离主体移动，以调整可变形表面的变形的量值。
49.如权利要求46所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个致动器被配置为使压向可变形表面的所述至少一个杆在平行于可变形表面的方向上移动，以调整可变形表面的变形的位置。
50.如权利要求33所述的流体流控制系统，包括：
至少一个传感器，其测量包围可变形表面的流体的至少一个特性。
51.如权利要求49所述的流体流控制系统，其中：
所述至少一个传感器测量包围可变形表面的边界层内部的流体的流率。
52.如权利要求49所述的流体控制系统，其中：
所述至少一个传感器测量包围可变形表面的边界层外部的流体的流率。
53.如权利要求33所述的流体控制系统，包括：
控制电路，被配置为基于在可变形表面之上流动的流体的测得的特征来控制所述至少一个变形器的操作。
54.如权利要求33所述的流体控制系统，其中：
所述可变形表面包括弹性体材料、薄膜材料、亚硝酸硅、石墨或长链聚合物中的至少一种。
55.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中：
所述可变形表面包括柔性材料，并且被配置为在不同形状的主体之上被拉伸。
56.如权利要求33所述的流体流控制系统，其中：
所述可变形表面包括被配置为响应于一个或多个电磁脉冲的材料；以及
所述至少一个变形器包括至少一个电磁致动器，所述至少一个电磁致动器被配置为通过选择性地生成所述一个或多个电磁脉冲来使可变形表面在多个受控位置变形。
57.一种流体流控制系统，包括：
可变形表面，其在至少第一方向和第二方向上覆盖主体，第一方向与第二方向正交，该可变形表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧；
在可变形表面与主体之间的至少有一个变形器；以及
至少一个传感器，被配置为测量在表面之上流动的流体的参数；以及
控制电路，被配置为控制所述至少一个变形器以通过选择性地使表面的顶侧变形来修改在可变形表面之上流动的流体的边界层。
58.一种方法，包括：
测量在可变形表面之上流动的流体的参数，该可变形表面在至少第一方向和第二方向上覆盖主体，第一方向与第二方向正交，该可变形表面包括面向主体的底侧和与底侧相对的顶侧；
由控制电路生成控制信号，以基于测得的参数来修改参数；以及
由控制电路将控制信号传输到可变形表面与主体之间的至少一个变形器，以使所述至少一个变形器选择性地使表面的顶侧变形以修改流体的参数。
59.如权利要求57所述的方法，包括：由所述至少一个变形器选择性地使表面的顶侧在表面的顶侧的平面内变形。
60.如权利要求57所述的方法，包括：由所述至少一个变形器选择性地使表面的顶侧在表面的顶侧的平面外变形。
61.如权利要求57所述的方法，包括：以所述至少一个变形器的共振频率驱动所述至少一个变形器。
62.如权利要求57所述的方法，包括：
使用所述至少一个变形器生成一个或多个表面波。
63.如权利要求61所述的方法，包括：以振荡方式使表面的顶侧变形以生成所述一个或多个表面波。
64.如权利要求57所述的方法，其中：
所述流体是第一流体；
所述可变形表面包括多个腔体；
所述至少一个变形器包括至少一个第二流体通道，所述至少一个第二流体通道流体地耦合到所述多个腔体；以及
选择性地使表面的顶侧变形包括：控制所述多个腔体中的第二流体的量。
65.如权利要求63所述的方法，其中：
当流体被选择性地输送时，所述多个腔室生成表面波。
66.如权利要求63所述的方法，其中：
输送到所述多个腔室的流体包括气体。
67.如权利要求63所述的方法，其中：
输送到所述多个腔室的流体包括粘性凝胶状流体。
68.如权利要求57所述的方法，其中：
所述至少一个变形器包括至少一个致动器，并且该方法包括：使用所述至少一个致动器在多个受控位置向可变形表面施加力。
69.如权利要求66所述的方法，其中：
当所述至少一个变形器使可变形表面变形时，所述多个受控位置被定位成生成表面波。
70.如权利要求57所述的方法，其中：
所述至少一个变形器包括至少一个T形杆，并且该方法包括：选择性地将所述至少一个T形杆压向可变形表面并绕垂直于可变形表面的轴旋转。
71.如权利要求57所述的方法，其中：
所述至少一个变形器包括压向可变形表面的至少一个杆和耦合到所述至少一个杆的至少一个致动器，并且该方法包括：通过在表面下方旋转所述至少一个杆来调整变形的位置。
72.如权利要求69所述的方法，包括：将所述至少一个杆朝向表面移动，以调整可变形表面的变形的量值。
73.如权利要求57所述的方法，包括：
由至少一个传感器测量包围可变形表面的边界层内部的流体的流率。
74.如权利要求57所述的方法，包括：
由至少一个传感器测量包围可变形表面的边界层外部的流体的流率。
75.如权利要求57所述的方法，包括：
所述可变形表面包括弹性体材料、薄膜材料、亚硝酸硅、石墨或长链聚合物中的至少一种。
76.如权利要求57所述的方法，其中：
所述可变形表面包括柔性材料，并且被配置为在不同形状的主体之上被拉伸。
77.如权利要求57所述的方法，包括：
由所述至少一个变形器的至少一个电磁致动器生成一个或多个电磁脉冲，以使可变形表面的材料对所述一个或多个电磁脉冲做出响应。
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