ES2642407T3 - Supresión de tonos acústicos en cavidades - Google Patents

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ES2642407T3 ES14711574.5T ES14711574T ES2642407T3 ES 2642407 T3 ES2642407 T3 ES 2642407T3 ES 14711574 T ES14711574 T ES 14711574T ES 2642407 T3 ES2642407 T3 ES 2642407T3
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Description

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DESCRIPCION
Supresion de tonos acusticos en cavidades CAMPO DE LA INVENCION
La presente invencion se refiere a metodos y sistemas para la supresion de tonos acusticos y/o de la resonancia y/o de otros efectos de los tonos acusticos en cavidades para cuando estos se mueven con relacion a un fluido exterior. La presente invencion se refiere en particular a, aunque no esta limitada a, dichos metodos y sistemas para cavidades entrantes en una superficie, por ejemplo, en una superficie de un vehuculo, por ejemplo, cavidades en aeronaves, por ejemplo, los compartimentos, cuando la aeronave se desplaza a traves del aire.
ANTECEDENTES
Considerando el caso de una superficie con una cavidad entrante en la superficie, cuando la superficie, y por tanto, la cavidad entrante, se mueven en un fluido exterior, por ejemplo, cuando una aeronave con un compartimento abierto, por ejemplo, un compartimento para bombas abierto o un compartimento para el tren de aterrizaje abierto, se mueve en el aire, se forma una capa de esfuerzos tangenciales entre (i) el aire exterior en movimiento que fluye a traves de la superficie y a traves de la parte superior de la cavidad entrante, y (ii) el aire estatico en la cavidad (con respecto al punto de referencia de la aeronave). Desde el borde anterior de la cavidad se desprende un vortice y crece al tiempo que se desplaza a lo largo de la capa de esfuerzos tangenciales e impacta en la pared posterior (trasera) del compartimento, lo que da como resultado la emision de un sonido. Ademas, la onda acustica se desplaza de vuelta aguas arriba en el interior del compartimento. La presion fluctuante de la onda acustica puede dar como resultado tanto unos vortices que se desprenden del labio de la cavidad del borde anterior como un aumento en la velocidad de crecimiento de los vortices, de modo que se forme una serie de vortices a lo largo de la capa de esfuerzos tangenciales a una velocidad preferencial que esta relacionada con la frecuencia de la onda acustica aguas arriba. Los vortices crecen hasta ser estructuras de gran escala al tiempo que se propagan aguas abajo en la capa de esfuerzos tangenciales y, a continuacion, impactan con la pared posterior (trasera) del
compartimento a una velocidad caractenstica. Esto da como resultado que se genere un sonido acustico a una
velocidad caractenstica que se puede describir como tonos acusticos de una frecuencia caractenstica.
La frecuencia de los tonos se puede formular utilizando la ecuacion de Rossiter. Se puede observar que hay un bucle de realimentacion formado por el paso de los vortices y la onda acustica que se propaga aguas arriba.
El documento US 5.699.981, que se considera que es la tecnica anterior mas parecida, expone un sistema de supresion de la resonancia acustica en la cavidad de una aeronave que comprende un elemento con forma sustancialmente cilmdrica de pequeno diametro dispuesto sustancialmente paralelo a la superficie de una aeronave, cerca del borde anterior de la cavidad y transversal al flujo de aire que lo atraviesa, y separado de esta hasta una
distancia correspondiente a aproximadamente tres grosores de la capa lfmite del flujo de aire. Se dispone un
actuador para seleccionar el ajuste de la separacion entre el elemento y la superficie de la aeronave de acuerdo con velocidades operativas diferentes y, por tanto, grosores operativos diferentes de la capa lfmite, ya que la separacion del elemento de aproximadamente tres grosores de la capa lfmite del flujo de aire desde la superficie de la aeronave se expone como cntica.
Mas en general, existe constancia de tomas de aire u otras disposiciones similares de tunel. Dichas disposiciones, incluso si se consideran como que incluyen una cavidad de este tipo, no incluyen las cavidades que son del tipo al que se hace referencia en la presente invencion, que por el contrario, incluye las cavidades entrantes en una superficie.
COMPENDIO DE LA INVENCION
El inventor de la presente ha descubierto que sena deseable proporcionar una forma de supresion mediante la generacion de multiples turbulencias a pequena escala, es decir, que den como resultado multiples vortices pequenos dentro de la capa de esfuerzos tangenciales, lo que perturba de ese modo la formacion de vortices a gran escala en la capa de esfuerzos tangenciales que son parte del proceso de generacion de tonos, y ademas disponer que las multiples turbulencias a pequena escala no tiendan a combinarse en unas mayores. El inventor de la presente ha descubierto ademas que una manera, por ejemplo, para impedir la combinacion de las turbulencias a pequena escala en unas mayores sena aumentar el grosor de la capa de esfuerzos tangenciales formada en la cavidad (destacar, por ejemplo, que en cambio la disposicion de la tecnica anterior expuesta en el documento US 5.699.981 no tiene una tendencia a aumentar el grosor de la capa de esfuerzos tangenciales). El inventor de la presente ha descubierto que, de manera convencional, unas estructuras que en cualquier otro caso juganan un papel fundamental en la generacion de tonos acusticos no deseados. El inventor de la presente ha descubierto ademas que sena deseable proporcionar un sistema de supresion que comprenda elementos que se acomoden con facilidad a grosores diferentes de la capa lfmite sin que requieran un ajuste de su posicion, en contraste con el sistema expuesto en el documento US 5.699.981.
En un primer aspecto, la presente invencion proporciona una superficie de un vehfculo con un sistema para cavidades, que comprende: una cavidad y una pluralidad de varillas; las varillas estan situadas cerca del borde
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anterior de la cavidad, donde el borde anterior lo es con relacion a una direccion del flujo real o de diseno de un fluido sobre la cavidad; extendiendose las varillas a traves de al menos una parte de una anchura de la cavidad con un angulo perpendicular u oblicuo con respecto a la direccion del flujo real o de diseno.
El sistema para cavidades se puede disponer con todas las varillas aguas abajo con respecto al borde anterior.
Una o mas de las varillas se pueden situar mas alejadas a lo largo de la direccion del flujo en comparacion con una o mas de las demas varillas. El posicionamiento de una o mas de las varillas mas alejadas a lo largo de la direccion del flujo en comparacion con una o mas de las demas varillas puede proporcionar un patron en zigzag de posiciones de varillas.
Se pueden disponer uno o mas elementos de alteracion del flujo en una o mas de las varillas.
Al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo pueden comprender un canal que pasa a traves de la varilla.
Al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo pueden comprender una protrusion que se extiende desde la varilla.
Los elementos de alteracion del flujo pueden estar en posiciones diferentes a lo largo de la varilla en varillas diferentes.
Se pueden disponer al menos dos tipos diferentes de elementos de alteracion del flujo.
Las varillas se pueden situar a una distancia con respecto al borde anterior que sea < 0.2 x la distancia entre el borde anterior y un borde posterior.
Las varillas se pueden situar a una distancia con respecto al borde anterior que sea < 0.1 x la distancia entre el borde anterior y un borde posterior.
Se pueden disponer uno o mas elementos de alteracion del flujo en una o mas de las varillas.
Al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo pueden comprender o proporcionar bordes adicionales en la o las varillas, que se anaden al borde o a los bordes que proporcionan la forma base de la varilla o las varillas.
Al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo pueden comprender un canal que pasa a traves de la varilla.
Al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo pueden comprender una protrusion que se extiende desde la varilla.
Los elementos de alteracion del flujo pueden estar en posiciones diferentes a lo largo de la varilla en varillas diferentes.
Se pueden disponer al menos dos tipos diferentes de elementos de alteracion del flujo.
Las varillas se pueden situar a una distancia desde el borde anterior que sea < 0.2 x la distancia entre el borde anterior y un borde posterior.
Las varillas se pueden situar a una distancia con respecto al borde anterior que sea < 0.1 x la distancia entre el borde anterior y un borde posterior.
Las varillas se pueden situar a una distancia con respecto al borde anterior que sea < 0.05 x la distancia entre el borde anterior y un borde posterior.
El numero (n) de varillas en la pluralidad puede ser 2 < n < 6.
El numero (n) de varillas en la pluralidad puede ser 3 < n < 6.
El efecto de las varillas puede ser incrementar el grosor de la capa de esfuerzos tangenciales.
DESCRIPCION BREVE DE LOS DIBUJOS
La figura 1 es una ilustracion esquematica (no a escala) de una vista en perspectiva de un sistema de supresion de tonos acusticos en cavidades;
la figura 2 es una vista de una seccion transversal esquematica (no a escala) del sistema de supresion de la figura 1;
la figura 3 es una vista de una seccion transversal esquematica adicional (no a escala) del sistema de supresion 1 de las figuras 1 y 2;
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la figura 4 es una vista en perspectiva de una varilla con elementos de alteracion del flujo dispuestos en esta;
la figura 5 es una vista de una seccion transversal de la varilla de la figura 4;
la figura 6 es una vista en perspectiva de una varilla con elementos de alteracion del flujo dispuestos en esta;
la figura 7 es una vista de una seccion transversal esquematica (no a escala) de un sistema de supresion en el que
todas las varillas estan desplazadas lateralmente entre sf;
la figura 8 es una vista de una seccion transversal esquematica (no a escala) de un sistema de supresion en el que algunas de las varillas estan desplazadas lateralmente con respecto a algunas, pero no todas de las demas varillas;
la figura 9 es una vista de una seccion transversal esquematica (no a escala) de un sistema de supresion en el que todas las varillas estan situadas aguas arriba del borde anterior de una cavidad; y
la figura 10 es una vista de una seccion transversal esquematica (no a escala) de un sistema de supresion en el que algunas de las varillas estan situadas aguas arriba del borde anterior de una cavidad y algunas de las varillas estan situadas aguas abajo del borde anterior de la cavidad.
DESCRIPCION DETALLADA
Se apreciara que los terminos relativos, tales como horizontal y vertical, superior e inferior, encima y debajo, frontal y trasero, etc., se utilizan anteriormente solo para facilitar la referencia en las figuras, y estos terminos no tienen caracter limitante como tal, y se puede implementar cualquiera de dos direcciones o posiciones, etc., diferentes, en lugar de verdaderamente horizontal y vertical, superior e inferior, etc. En particular, por conveniencia, en las figuras se muestra una cavidad con esta abierta en la parte superior de la pagina, y asf, por conveniencia, la palabra “superior” se utiliza para indicar la abertura de la cavidad, y la palabra “encima” indica alejada de la cavidad. No obstante, se apreciara que la presente invencion tambien se refiere a cavidades situadas, por ejemplo, debajo del ala o fuselaje de, p. ej., una aeronave, es decir, invertida con respecto a lo que se muestra en las figuras, aunque la utilizacion descriptiva de la palabra “superior” aun se referira a la parte abierta de la cavidad y la palabra “encima” aun se referira a estar alejado de la cavidad.
La figura 1 es una ilustracion esquematica (no a escala) de una vista en perspectiva de una primera realizacion de un sistema de supresion de tonos acusticos en cavidades 1 (denominado a partir de ahora en la presente como el sistema de supresion 1). El sistema de supresion de tonos acusticos en cavidades comprende una cavidad 2 y una pluralidad de varillas 4. En esta realizacion, la cavidad 2 esta en una superficie 19. En esta realizacion, el numero de varillas 4 en la pluralidad de varillas 4 es cuatro.
En esta realizacion, la cavidad 2 es una cavidad 2 entrante en una superficie 19 de una aeronave (en la figura 2 el lfmite externo de la superficie 19 se identifica de manera esquematica mediante una lmea en zigzag para indicar con un formato de estilo grafico convencional que la extension de la superficie 19 que se muestra de manera esquematica no esta limitada necesariamente a la pagina del dibujo). La superficie 19 es sustancialmente plana, aunque no necesariamente lisa y no necesariamente sin irregularidades o componentes fijados a esta. En esta realizacion, la cavidad 2 es rectangular y comprende una base plana 3. En la figura 1, la base plana 3 se muestra de manera esquematica con un sombreado de rayado sencillo. La cavidad 2 comprende, ademas, definida con relacion a una direccion del flujo real o de diseno 6 (siendo la direccion del flujo 6 a traves de o sobre la superficie 19 y la cavidad 2), una pared anterior 8, una pared posterior (trasera) 10 y dos paredes laterales 12. En esta realizacion, estas paredes son todas perpendiculares a la base plana 3. En la parte superior de la cavidad 2, la cavidad 2 comprende para cada una de estas paredes un borde anterior 14, un borde posterior (trasero) 16 y dos bordes laterales 18, respectivamente.
En esta realizacion, las varillas 4 se extienden a traves de la anchura de la cavidad, es decir, en una direccion transversal (es decir, perpendicular) (o en otras realizaciones, formando un angulo oblicuo) con respecto a la direccion del flujo 6, es decir, en esta realizacion paralelas a los bordes y paredes frontales y posteriores (traseros).
En esta realizacion, las varillas 4 estan situadas aguas abajo del borde anterior 14 (es decir, encima de la cavidad 2), y las varillas 4 estan situadas mas cerca del borde anterior 14 que del borde posterior (trasero) 16. Mas en particular, en esta realizacion, las varillas 4 estan situadas de modo que la distancia de las varillas 4 desde el borde anterior 14 en la direccion del flujo sea igual a 0.05 x la distancia total entre el borde anterior 14 y el borde posterior (trasero) 14.
La figura 2 es una vista de una seccion transversal esquematica (no a escala) del sistema de supresion 1 de la figura 1. Los elementos del sistema mostrados en la figura 2 que tambien se mostraron en la figura 1 son los siguientes: la cavidad 2, la base plana 3, la pluralidad de varillas 4, la direccion del flujo 6, la pared anterior 8, la pared posterior (trasera) 10, el borde anterior 14, el borde posterior (trasero) 16 y la superficie 19 (que tambien se puede considerar como el plano de la superficie).
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Tal como se puede apreciar ademas a partir de la figura 2, un hueco o un cambio importante en las orientaciones de la superficie 19 proporciona en efecto la abertura de la cavidad 2, y la cavidad 2 tiene la forma de un entrante en la superficie 19. Cabe destacar, que la terminologfa “cavidad entrante en una superficie” tal como se utiliza en la presente incluye los casos donde el efecto o geometna global de la cavidad es que esta sera reconocida como una “cavidad entrante en una superficie”, incluso si estrictamente hablando la superficie 19 y/o una o mas de las paredes 8, 10, 12 y/o la base plana 3 no estan fabricadas a partir de una pieza continua o tipo de material unicos.
Tambien se muestra (en forma de lmea a trazos) en la figura 2, para una mayor facilidad de explicacion posterior a continuacion, una extension hipotetica 20 de la superficie 19 sobre la cavidad 2.
Ademas, se muestra en la figura 2 una indicacion esquematica (no a escala) de la separacion o distancia x (en la direccion a lo largo de la cavidad, es decir, en la direccion del flujo) de las varillas 4 desde el borde anterior 14.
En esta realizacion, tal como se muestra de manera esquematica (no a escala) en la figura 2, todas las varillas 4 estan situadas directamente una encima de otra, es decir, cada varilla 4 esta situada sustancialmente a la misma distancia x (en la direccion a lo largo de la cavidad, es decir, en la direccion del flujo) desde el borde anterior 14.
Las varillas 4 se pueden mantener en posicion mediante cualquier accesorio o fijacion adecuada, sujeto tanto a la superficie en la que se forma la cavidad como a cualquier otra parte conveniente del vefnculo que contiene la cavidad. Preferentemente, el accesorio se dimensiona y ubica de modo que se evite o al menos se minimice cualquier impacto en el efecto operativo de las varillas en relacion a la cavidad 2. Por ejemplo, las varillas se pueden montar en una barra o placa vertical o a traves de esta en los extremos de las varillas o cerca de estos.
En esta realizacion, todas las varillas 4 tienen una forma de la seccion transversal circular.
En esta realizacion, todas las varillas tienen la misma forma de la seccion transversal (circular) que las demas, y todas tienen el mismo diametro que las demas.
En esta realizacion, cada una de las varillas tiene una forma uniforme de la seccion transversal a lo largo de toda su longitud.
En esta realizacion, las varillas 4 se extienden completamente a traves de la anchura de la cavidad 2.
En esta realizacion, todas las varillas 4 tienen la misma longitud que las demas y se extienden a traves de la misma extension de la anchura de la cavidad que las demas.
En esta realizacion, las varillas 4 estan todas separadas de manera equidistante de la varilla 4 adyacente, en el sentido de la direccion de la altura, es decir, en la direccion que se extiende alejandose de la base 3 de la cavidad 2 (y perpendicular a la direccion del flujo 6), es decir, tal como se muestra de manera esquematica (no a escala) en la figura 2, las distancias respectivas y-i = y2 = y3.
La tendencia del sistema de supresion 1 a suprimir tonos acusticos cuando esta en operacion se describira a continuacion haciendo referencia a la figura 3. La figura 3 es una vista de una seccion transversal adicional (no a escala) del sistema de supresion 1 de las figuras 1 y 2 (y de hecho muestra la misma vista que la figura 2, aunque para mayor claridad omite ciertas caractensticas y numeros de referencia de la figura 2). Los elementos del sistema mostrados en la figura 3 que tambien se mostraron en la figura 1 y/o en la figura 2 son los siguientes: la cavidad 2, la base plana 3, la pluralidad de varillas 4, la direccion del flujo 6, la pared anterior 8, la pared posterior (trasera) 10, el borde anterior 14, el borde posterior (trasero) 16, la superficie 19 que rodea la cavidad 2 y la extension hipotetica 20 de la superficie 19 sobre la cavidad 2.
En operacion, un efecto de la pluralidad de varillas 4 es tender a aumentar el grosor de la capa de esfuerzos tangenciales 22 comparada a si las varillas 4 no estuvieran presentes. Esto se debe, al menos en parte, a que las varillas presentan una obstruccion al flujo de aire para desviar el flujo dentro y fuera de la cavidad, debido al menos en parte a la presencia de mas de una varilla 4. La capa de esfuerzos tangenciales 22 se representa de manera esquematica en la figura 2, como la region entre una lmea que representa la parte superior 24 (es decir, la mas alejada de la cavidad 2) de la capa de esfuerzos tangenciales 22 y una lmea que representa la parte inferior 26 (es decir, la mas cercana a la cavidad 2) de la capa de esfuerzos tangenciales. El grosor 28 de la capa de esfuerzos tangenciales 22 en cualquier punto a lo largo de la cavidad 2 es de manera correspondiente la distancia entre la parte superior 24 de la capa de esfuerzos tangenciales 22 y la parte inferior 26 de la capa de esfuerzos tangenciales 22.
En operacion, un efecto adicional de la pluralidad de varillas 4, en particular la presencia de mas de una varilla a diferentes alturas, es que tienden a proporcionar multiples fuentes de turbulencia a pequena escala lo que da lugar a una pluralidad de vortices pequenos 30 a diferentes alturas. Debido, al menos en parte, a la capa de esfuerzos tangenciales 22 mas gruesa, en particular la pluralidad de alturas a las cuales se desprenden los vortices debido a las diferentes alturas de las diferentes varillas 4, los vortices 30 tienden a no combinarse en unos mayores. Al proporcionar la capa de esfuerzos tangenciales 22 mas gruesa, y la pluralidad de alturas a las cuales se desprenden los vortices debido a las diferentes alturas de las diferentes varillas 4, los vortices 30 mas cercanos a la parte
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superior 24 de la capa de esfuerzos tangenciales 22 (es dedr, mas cercanos al flujo del fluido exterior) se propagan aguas abajo mas rapido que aquellos vortices 30 mas cercanos a la parte inferior 26 de la capa de esfuerzos tangenciales 22 (es dedr, mas cercanos al aire estatico en la cavidad 2). En consecuencia, los vortices 30 llegan a puntos dados aguas abajo en diferentes instantes, es decir, hay una perdida de coherencia temporal, y en consecuencia existe una disrupcion de la tendencia convencional a la formacion de estructuras turbulentas a gran escala que en caso contrario juganan un papel fundamental en la generacion de tonos acusticos no deseados. Asimismo, en virtud de la altura adicional lograda en total mediante la utilizacion de una pluralidad de varillas 4 separadas verticalmente, tienden a poder acomodarse facilmente grosores diferentes de la capa lfmite (sin requerir un ajuste posicional).
En realizaciones adicionales, se disponen elementos de alteracion del flujo en una o mas (preferentemente en todas) de las varillas 4. Los elementos de alteracion del flujo pueden incrementar la desviacion de los vortices 30 hacia dentro y/o hacia fuera de la cavidad 2, lo que aumenta adicionalmente de ese modo el engrosamiento de la capa de esfuerzos tangenciales 22. Los elementos de alteracion del flujo pueden servir adicionalmente o como alternativa como fuentes adicionales de turbulencia a pequena escala, lo que da lugar a aun mas vortices pequenos 30 y por tanto tiende a proporcionar aun mas perdida de coherencia temporal.
Las figuras 4 y 5 son ilustraciones esquematicas (no a escala) de una varilla 4 de una de dichas realizaciones con elementos de alteracion del flujo dispuestos en una o mas (preferentemente en todas) de las varillas 4. La figura 4 es una vista en perspectiva de la varilla 4, y la figura 5 es una vista de una seccion transversal de la varilla 4.
La varilla 4 incluye una serie de canales 34 (es decir, en esta realizacion los elementos de alteracion del flujo son los canales 34) que pasan a traves de la varilla 4 (tanto paralelos a la direccion del flujo 6 como formando un angulo oblicuo con respecto a la direccion del flujo 6) y dispuestos de modo que, en operacion, parte del fluido que impacta en la varilla 4 pase a traves del canal 34 y parte del flujo se desvfe alrededor de la varilla 4, lo que proporciona de ese modo fuentes adicionales de turbulencia a pequena escala (por tanto vortices 30 adicionales) y/o un incremento de la desviacion de los vortices 30 hacia dentro y/o hacia fuera de la cavidad 2, lo que aumenta adicionalmente de ese modo el engrosamiento de la capa de esfuerzos tangenciales 22.
En esta realizacion, los canales se disponen con sus aberturas separadas de igual manera en una unica lmea recta a lo largo de la longitud de la varilla. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones las aberturas del canal pueden estar colocadas a distintas distancias y/o en mas de una lmea recta y/o con algunas de o todas ellas no dispuestas en lmeas rectas.
La figura 6 es una ilustracion esquematica (no a escala), de una varilla 4 de una mas de dichas realizaciones con elementos de alteracion del flujo dispuestos en una o mas (preferentemente en todas) de las varillas 4. La varilla 4 se muestra en una vista en perspectiva.
La varilla 4 incluye una pluralidad de protrusiones 38, que sirven como elementos de alteracion del flujo, que se extienden desde la superficie de la varilla 4. En esta realizacion, las protrusiones 38 son protrusiones 38 similares a aletas. Las protrusiones estan situadas y dispuestas (extendiendose, por ejemplo, por encima y por debajo de las extremidades mas superior e inferior de las extensiones longitudinales de la varilla 4 para proporcionar una seccion transversal mas alta frente a la direccion del flujo 6 exterior en partes de la varilla 4) de modo que en operacion parte del fluido impacte en las protrusiones 38, lo que proporciona de ese modo fuentes adicionales de turbulencia a pequena escala (por tanto de vortices 30 adicionales) y/o incremente la desviacion de los vortices 30 hacia dentro y/o hacia fuera de la cavidad 2, lo que aumenta mas el engrosamiento de la capa de esfuerzos tangenciales 22.
En realizaciones donde los elementos de alteracion del flujo se disponen en una o mas de las varillas 4, tales como aquellas realizaciones descritas anteriormente haciendo referencia a las figuras 3-6, son posibles, por ejemplo, las siguientes variaciones (i) a (vii).
(i) Para una o mas de las varillas provistas de elementos de alteracion del flujo, la varilla puede comprender uno o una pluralidad de elementos de alteracion del flujo. Por ejemplo, cuando cada elemento de alteracion del flujo es un canal a traves de una varilla, se pueden disponer dos o mas canales en una unica varilla (o en cada una de una pluralidad de varillas), donde los canales se disponen, por ejemplo, uno encima de otro y/o uno al lado de otro.
(ii) Cuando los elementos de alteracion del flujo son protrusiones, y hay una pluralidad de protrusiones en una varilla dada, la pluralidad de protrusiones se puede disponer todas en el mismo lado de la varilla o en ambos lados de la varilla.
(iii) Cuando los elementos de alteracion del flujo son protrusiones, y hay una pluralidad de protrusiones en una varilla dada, una o mas de las protrusiones se pueden extender una distancia diferente desde la varilla, es decir, pueden tener una altura diferente, a otras protrusiones.
(iv) Los elementos de alteracion del flujo se pueden disponer perpendiculares y/o paralelos a los lados y/o superficies de una varilla dada, o pueden formar un angulo oblicuo con respecto a esta.
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(v) Los elementos de alteracion del flujo se pueden disponer perpendiculares y/o paralelos a la direccion del flujo, o pueden formar un angulo oblicuo con respecto a esta, p. ej., pueden estar inclinados.
(vi) Para varillas con una pluralidad de elementos de alteracion del flujo dispuestos en estas, la pluralidad de elementos de alteracion del flujo pueden ser todos canales, o pueden ser todos protrusiones, o pueden ser una mezcla de cada uno.
(vii) En las realizaciones anteriores con elementos de alteracion del flujo en las varillas, los elementos de alteracion del flujo son canales a traves de una varilla y/o protrusiones en la varilla. No obstante, en otras realizaciones, se pueden disponer adicionalmente o como alternativa cualesquiera otras formas de elementos de alteracion del flujo. Por ejemplo, uno o mas de los elementos de alteracion del flujo puede comprender un rebaje u otra perturbacion/irregularidad en la superficie o forma de la varilla.
(viii) En las realizaciones anteriores, un elemento de alteracion del flujo es un canal a traves de una varilla o una protrusion en una varilla. Ambos de estos tipos se pueden considerar como elementos que comprenden o proporcionan bordes adicionales sobre o en la o las varillas, ademas del borde o bordes proporcionados por la forma base de la varilla o las varillas. En otras realizaciones, ademas o en lugar de los canales a traves de una varilla y/o las protrusiones sobre una varilla, se puede disponer cualquier otro tipo o tipos adecuados de elementos de alteracion del flujo que comprendan o proporcionen bordes adicionales sobre o en la o las varillas, ademas del borde o los bordes proporcionados por la forma base de la o las varillas. En otras realizaciones adicionales, ademas de o en lugar de los elementos que comprenden o proporcionan bordes adicionales sobre o en la o las varillas, ademas del borde o los bordes proporcionados por la forma base de la o las varillas, se puede disponer cualquier otro tipo o tipos adecuados de elementos de alteracion del flujo que alteren el flujo de modo que proporcionen fuentes adicionales de turbulencia a pequena escala (por tanto de vortices 30 adicionales) y/o incrementen la desviacion de los vortices 30 hacia dentro y/o hacia fuera de la cavidad 2, lo que aumenta mas el engrosamiento de la capa de esfuerzos tangenciales 22.
Volviendo a un analisis mas general de realizaciones adicionales, en las realizaciones anteriores, todas las varillas 4 tienen una forma de la seccion transversal circular. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones todas las varillas 4 pueden tener la misma forma de la seccion transversal, donde esa forma es diferente a la circular, p. ej., una forma curva no circular, o una forma no curva, p. ej., rectangular.
En las realizaciones anteriores, todas las varillas 4 se extienden completamente a traves de la anchura de la cavidad 2. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones una o mas de las varillas 4 se pueden extender unicamente a traves de una parte de la anchura de la cavidad 2, aunque esta sera preferentemente al menos la mitad de la anchura de la cavidad 2, y aun mas preferentemente de mas de al menos tres cuartos (%) de la anchura de la cavidad 2.
En las realizaciones anteriores, todas las varillas 4 tienen la misma longitud que las demas y se extienden a traves de la misma extension de la anchura de la cavidad que las demas. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones una o mas de las varillas pueden tener longitudes diferentes que las demas varillas y/o se pueden extender a traves de una extension de la anchura de la cavidad diferente que las demas varillas.
En general, se apreciara que cualquier no uniformidad introducida en forma de una o mas de las varillas 4 individuales (por ejemplo, mediante, aunque sin caracter limitante, la inclusion de uno o mas elementos de alteracion del flujo tal como se describe anteriormente) y/o cualquier no uniformidad introducida entre una o mas de las diferentes varillas 4 y/o sus disposiciones/posiciones relativas, etc., tendera a proporcionar la posibilidad de un mayor numero o variacion de fuentes de turbulencia a pequena escala, con el correspondiente incremento del numero de vortices pequenos y/o de la capa de esfuerzos tangenciales y/o el incremento de la perturbacion de la coherencia temporal de los vortices pequenos, donde cualquiera de los efectos puede mejorar ademas el rendimiento de la supresion del sistema de supresion 1. Las siguientes realizaciones adicionales (i) a (v) son ejemplos adicionales de realizaciones que introducen o mejoran dicha no uniformidad.
(i) En las realizaciones anteriores, todas las varillas tienen la misma forma de la seccion transversal (circular) que las demas, y todas tienen el mismo diametro que las demas. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones una o mas de las varillas pueden tener una forma de la seccion transversal diferente y/o pueden tener un diametro u otra dimension relevante diferente a las demas varillas.
(ii) En las realizaciones anteriores, cada una de las varillas 4 tiene una forma de la seccion transversal uniforme a lo largo de toda su longitud. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones una o mas de las varillas 4 pueden tener una forma de la seccion transversal no uniforme a lo largo de toda su longitud.
(iii) En las realizaciones anteriores, todas las varillas 4 estan separadas de manera equidistante de la varilla adyacente 4 en el sentido de la direccion de la altura, es decir, en la direccion que se aleja de la base 3 de la cavidad 2 (y perpendicular a la direccion del flujo 6), es decir, tal como se muestra de manera esquematica (no a escala) en la figura 2, las distancias yi = y2 = y3 respectivas. No obstante, este no es
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siempre el caso y en otras realizaciones una o mas de las distancias entre varillas adyacentes 4 en la direccion mencionada anteriormente pueden ser desiguales a la distancia entre otras dos varillas adyacentes 4, p. ej., y1 # y2 # y3, o y1 # y2 = y3, etc.
(iv) En las realizaciones anteriores, tal como se muestra de manera esquematica (no a escala) en la figura 2, todas las varillas 4 estan situadas directamente una encima de otra, es decir, cada varilla 4 esta situada sustancialmente a la misma distancia x (en la direccion a lo largo de la cavidad, es decir, en la direccion del flujo) desde el borde anterior 14. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones una o mas de las varillas 4 pueden estar situadas a diferentes distancias (en la direccion a lo largo de la cavidad, es decir, en la direccion del flujo) desde el borde anterior 14, es decir, una o mas de las varillas 4 pueden estar desplazadas lateralmente con respecto a una o mas de las demas varillas 4 en la direccion a lo largo de la cavidad, es decir, en la direccion del flujo. Esto tendera a fomentar que el desprendimiento de los vortices 30 tenga lugar en instantes diferentes, es decir, en etapas diferentes de la formacion de la capa de esfuerzos tangenciales 2 (proporcionando fuentes de turbulencia a pequena escala en instantes de tiempo diferentes a lo largo del flujo), por tanto, tiende a aumentar ademas la extension de la perturbacion de coherencia temporal entre los diferentes vortices 30 que se desprenden de las diferentes varillas. Cualquier desplazamiento lateral puede ser tal que las dos varillas esten completamente desplazadas lateralmente, es decir, que no haya ninguna superposicion, es decir, la diferencia entre sus diferencias respectivas es igual a o mayor que la anchura de las varillas, o como alternativa puede haber una superposicion entre ambas, es decir, la diferencia entre sus diferencias respectivas es menor que la anchura de las varillas. Algunos ejemplos de realizaciones en las que una o mas de las varillas 4 esta desplazada lateralmente con respecto a una o mas de las demas varillas 4 en la direccion a lo largo de la cavidad, es decir, en la direccion del flujo, se muestran en la figura 7 y la figura 8. Por ejemplo, en la figura 7 se muestra una realizacion donde todas las varillas 4 estan desplazadas lateralmente de las demas varillas 4, y en la figura 8 se muestra una realizacion donde algunas de las varillas 4 estan desplazadas lateralmente de algunas, pero no todas, de las demas varillas 4. En la figura 7 y la figura 8 el sistema de supresion 1 (no a escala) se observa desde la misma vista lateral que las figuras 2 a 6, y se utilizan los mismos numeros de referencia para las mismas caractensticas que los que se utilizaron en las figuras anteriores.
(v) En las realizaciones anteriores, todas las varillas 4 estan situadas encima de la cavidad 2 y alejadas de la pared anterior 8 (mas cerca de la pared anterior 8 que de la pared posterior (trasera) 10). En otras palabras, existe un hueco entre las varillas 4 y la pared anterior 8, y por tanto un hueco entre las varillas 4 y el borde anterior 14 en la direccion del flujo 6. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones una o mas de las varillas 4 pueden estar directamente encima de la pared anterior 8/del borde anterior 14. Para el caso de realizaciones donde la pared anterior 8 no sea paralela con la direccion de extension de las varillas 4, en algunas de esas realizaciones, unicamente parte de la varilla puede estar directamente encima del borde anterior 14.
Volviendo a un analisis mas general de realizaciones adicionales, en las realizaciones anteriores, las varillas 4 estan situadas aguas abajo del borde anterior 14 (es decir, encima de la cavidad 2), y las varillas 4 estan situadas mas cerca del borde anterior 14 que del borde posterior (trasero) 16. Mas en particular, en esta realizacion, las varillas 4 estan situadas de modo que la distancia de las varillas 4 desde el borde anterior 14 sea igual a 0.05 x la distancia total entre el borde anterior 14 y el borde posterior (trasero) 14. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones las varillas 4 pueden estar situadas en cualquier posicion aguas abajo del borde anterior que este cerca del borde anterior. Esto puede incluir, por ejemplo, cualquier posicion aguas abajo del borde anterior que sea mas cercana al borde anterior 14 que al borde posterior (trasero) 16, ya que aun tendera a producirse cierto grado de supresion. No obstante, las varillas 4 estan situadas preferentemente mas cercanas al borde anterior que eso, ya que en ese caso tendera a producirse un grado incluso mayor del efecto de supresion. Por ejemplo, asf como el posicionamiento preferido a una distancia aguas abajo desde el borde anterior de 0.05 x la distancia total entre el borde anterior 14 y el borde posterior (trasero) 16, se prefiere incluso mas cualquier posicionamiento a una distancia < 0.05 x la distancia total, aunque tambien se prefiere mas en general el posicionamiento a una distancia < 0.1 x la distancia total, y aun mas en general cualquier posicionamiento a una distancia < 0.2 x la distancia total.
En las realizaciones anteriores (todas) las varillas 4 estan situadas aguas abajo del borde anterior 14 (es decir, encima de la cavidad 2). No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones pueden estar situadas una o mas de las varillas aguas arriba del borde anterior 14, es decir, encima de la superficie 19 en lugar de encima de la cavidad 2. En dichas realizaciones, las varillas 4 pueden estar situadas aguas arriba con respecto al borde anterior 14 en cualquier posicion cerca del borde anterior, la cual puede estar a cualquier distancia desde el borde anterior < la mitad de la distancia entre el borde anterior 14 y el borde posterior (trasero) 16. No obstante, preferentemente, las varillas 4 estan situadas aguas arriba con respecto al borde anterior a una distancia desde el borde anterior < 0.2 x la distancia entre el borde anterior 14 y el borde posterior (trasero) 16; mas preferentemente a una distancia desde el borde anterior <0.1 x la distancia entre el borde anterior 14 y el borde posterior (trasero) 16; y aun mas preferentemente a una distancia desde el borde anterior < 0.05 x la distancia entre el borde anterior 14 y el borde posterior (trasero) 16. Por ejemplo, en la figura 9 se muestra una realizacion donde todas las varillas 4 estan situadas aguas arriba con respecto al borde anterior 14, y en la figura 10 se muestra una realizacion donde algunas de las varillas 4 estan situadas aguas arriba con respecto al borde anterior 14 y algunas de las varillas estan situadas aguas abajo con respecto al borde anterior 14 (es decir, sobre la cavidad 2). En la figura 9 y la figura 10 el
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sistema de supresion 1 (no a escala) se observa desde la misma vista lateral que en las figuras 2 a 8 y se utilizan los mismos numeros de referencia para las mismas caractensticas que los que se utilizaron en las figuras anteriores. Ademas, de manera adicional una o mas de las varillas pueden estar situadas directamente sobre el borde anterior 14, tal como se ha analizado anteriormente mas arriba.
En las realizaciones anteriores, la cavidad 2 es rectangular y comprende una base plana 3, la cavidad 2 comprende, ademas, definida con relacion a una direccion de flujo real o de diseno 6, una pared anterior 8, una pared posterior (trasera) 10 y dos paredes laterales 12, y estas paredes son todas perpendiculares a la base plana 3. No obstante, estos detalles espedficos de la cavidad no son esenciales, y en otras realizaciones puede estar presente una cavidad con cualquier otra forma. Por ejemplo, no es necesario tener unicamente cuatro paredes, las paredes no es necesario que sean rectas o perpendiculares, la cavidad puede estar definida mediante una o mas paredes que forman un penmetro curvo o parcialmente curvo de la cavidad, el penmetro puede tener forma irregular, una o mas paredes pueden estar inclinadas, la base y o una o mas paredes pueden ser onduladas o inclinadas, etc. No obstante, la supresion tendera a producirse con mayor intensidad cuanto de manera mas lineal se defina o se presente el borde anterior (en comparacion con la direccion del flujo de aire real o de diseno).
En las realizaciones anteriores, el numero de varillas 4 en la pluralidad de varillas 4 es cuatro. No obstante, este no es siempre el caso y en otras realizaciones puede haber cualquier otro numero de varillas en la pluralidad, por ejemplo, dos, tres, cinco, etc., aunque depende de las dimensiones de la cavidad y de las varillas, la utilizacion habitual de solo dos varillas ofrecera unicamente parte de los efectos beneficiosos disponibles, y el efecto util de varillas adicionales disminuira habitualmente con mas de seis varillas, por tanto, un primer intervalo preferido para el numero (n) de varillas en la pluralidad de varillas es n > 3, otro intervalo preferido para el numero (n) de varillas en la pluralidad es 2 < n < 6, y otro intervalo preferido para el numero (n) de varillas en la pluralidad es 3 < n < 6.
La superficie descrita anteriormente en la que la cavidad es entrante puede ser una superficie de un vetuculo. El veldculo puede ser una aeronave, o un misil, o cualquier otro tipo de vetuculo, por ejemplo, un coche o un camion, o un buque, que incluye, por ejemplo, un submarino.

Claims (15)

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    REIVINDICACIONES
    1. Una superficie de un vefnculo (19) con un sistema de cavidades, que comprende:
    una cavidad (2) y una pluralidad de varillas (4);
    las varillas (4) estan situadas cerca de un borde anterior (14) de la cavidad (2), siendo el borde anterior (14) con relacion a una direccion del flujo real o de diseno (6) de un fluido sobre la cavidad (2);
    extendiendose las varillas (4) a traves de al menos una parte de una anchura de la cavidad (2) de una manera perpendicular o formando un angulo oblicuo con respecto a la direccion del flujo real o de diseno (6).
  2. 2. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 1, donde todas las varillas (4) estan aguas abajo con respecto al borde anterior (14).
  3. 3. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 1 o la
    reivindicacion 2, donde una o mas de las varillas (4) estan situadas mas alejadas a lo largo de la direccion del flujo
    (6) comparadas con una o mas de las demas varillas (4).
  4. 4. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 3, donde el posicionamiento de una o mas de las varillas (4) mas alejada a lo largo de la direccion del flujo (6) comparada con una o mas de las demas varillas (4) proporciona un patron en zigzag de posiciones de varillas.
  5. 5. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, donde se disponen uno o mas elementos de alteracion del flujo (34, 38) en una o mas de las varillas (4).
  6. 6. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 5, donde al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo (34, 38) comprenden o proporcionan bordes adicionales en la
    0 las varillas (4), que se anaden al borde o a los bordes que proporciona la forma base de la varilla o las varillas (4).
  7. 7. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 5 o la
    reivindicacion 6, donde al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo (34, 38) comprenden un canal (34) que pasa a traves de la varilla (4).
  8. 8. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 7, donde al menos algunos de los elementos de alteracion del flujo (34, 38) comprenden una protrusion (38) que se extiende desde la varilla (4).
  9. 9. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 8, donde los elementos de alteracion del flujo (34, 38) estan en posiciones diferentes a lo largo de la varilla (4) en varillas diferentes (4).
  10. 10. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, donde se disponen al menos dos tipos diferentes de elementos de alteracion del flujo (34, 38).
  11. 11. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones
    1 a 10, donde las varillas (4) estan situadas a una distancia desde el borde anterior (14) que es < 0.2 x la distancia entre el borde anterior (14) y un borde posterior (16).
  12. 12. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 11, donde las varillas (4) estan situadas a una distancia desde el borde anterior (14) que es < 0.1 x la distancia entre el borde anterior (14) y el borde posterior (16).
  13. 13. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 12, donde las varillas (4) estan situadas a una distancia desde el borde anterior (14) que es < 0.05 x la distancia entre el borde anterior (14) y el borde posterior (16).
  14. 14. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1 a 13, donde el numero (n) de varillas en la pluralidad es 2 < n < 6.
  15. 15. Una superficie de un vefnculo con un sistema para cavidades de acuerdo con la reivindicacion 14, donde el numero (n) de varillas en la pluralidad es 3 < n < 6.
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