RU2110702C1 - Способ и устройство управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой - Google Patents

Способ и устройство управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой Download PDF

Info

Publication number
RU2110702C1
RU2110702C1 RU92004434A RU92004434A RU2110702C1 RU 2110702 C1 RU2110702 C1 RU 2110702C1 RU 92004434 A RU92004434 A RU 92004434A RU 92004434 A RU92004434 A RU 92004434A RU 2110702 C1 RU2110702 C1 RU 2110702C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
flow
wall
structures
wave
moving
Prior art date
Application number
RU92004434A
Other languages
English (en)
Other versions
RU92004434A (ru
Inventor
Сирович Лоренс
И.Броники Люсьен
Левич Юджин
Original Assignee
Ормат Индастриз Лтд.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ормат Индастриз Лтд. filed Critical Ормат Индастриз Лтд.
Publication of RU92004434A publication Critical patent/RU92004434A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2110702C1 publication Critical patent/RU2110702C1/ru

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/10—Influencing flow of fluids around bodies of solid material
    • F15D1/12—Influencing flow of fluids around bodies of solid material by influencing the boundary layer
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/10—Influencing flow of fluids around bodies of solid material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C21/00—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow
    • B64C21/10—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow using other surface properties, e.g. roughness
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C2230/00—Boundary layer controls
    • B64C2230/02—Boundary layer controls by using acoustic waves generated by transducers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F28—HEAT EXCHANGE IN GENERAL
    • F28F—DETAILS OF HEAT-EXCHANGE AND HEAT-TRANSFER APPARATUS, OF GENERAL APPLICATION
    • F28F13/00—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing
    • F28F13/06—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media
    • F28F13/10—Arrangements for modifying heat-transfer, e.g. increasing, decreasing by affecting the pattern of flow of the heat-exchange media by imparting a pulsating motion to the flow, e.g. by sonic vibration
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00—Aeronautics or air transport
    • Y02T50/10—Drag reduction

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Fluid Mechanics (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
  • Aerodynamic Tests, Hydrodynamic Tests, Wind Tunnels, And Water Tanks (AREA)
  • Paper (AREA)
  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Abstract

Использование: для управления турбулентностью потока при обтекании крыла самолета или при протекании потока в трубе. Сущность изобретения: в устройстве управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой, содержащем средство, связанное со стенкой для воздействия с помощью возмущающего поля на пристенную область турбулентного потока, включающую взаимодействующие между собой перемещающиеся структуры когерентной формы, перемещающиеся с постоянной групповой скоростью в направлении течения среды, а также систему перемещающихся в том же направлении пар вихрей, диаметр которых функционально связан с интенсивностью потока, cредство воздействия выполнено с возможностью за счет выбора амплитуды, длины волны и направления распространения локально вводимого возмущающего поля интенсифицировать или подавлять турбулентное перемешивание среды в потоке путем локальной модификации перемещающихся структур и интенсивности их взаимодействия с системой пар вихрей, сопровождающегося их искривлением и взрывным выбросом среды из пристенной области. 2 с.и 31 з.п. ф-лы, 9 ил.

Description

Изобретение относится к способу и устройству управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой.
Тщательное излучение стенки и границы турбулентного потока, например, при обтекании воздушным потоком самолетного крыла или при протекании жидкости в трубе, показало, что имеют место когерентные или связанные структуры в виде пар противоположного вращения вихревых зон вблизи стенок, причем эти вихри расположены у внешнего края и вне границы подслоя. В этих вихревых зонах, которые иногда называют слоями или свилями, наблюдаются значительные отклонения и изменения динамических свойств. Соответственно возникают мгновенные искривления или свертывания в петли вихрей, в результате чего происходит мгновенный взрывной выброс среды, движущейся с малой скоростью вблизи стенки, в поток жидкости, движущейся с большой скоростью за пределами пограничного слоя. Такой массообмен проявляется в виде сопротивления стенки. Также изучение схем течения таких потоков показало, что искривления вихревых зон сопровождаются временными изменениями стереотипных форм течения, что типично для любой пристенной турбулентности.
Кроме того, такая картина течения при наличии пристенной турбулентности может быть уточнена присутствием перемещающихся структур в турбулентной пристенной области.
Известен способ управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой, при котором воздействуют с помощью возмущающего поля на пристенную область турбулентного потока, включающую взаимодействующие между собой перемещающиеся структуры когерентной формы, перемещающиеся с постоянной групповой скоростью в направлении течения среды, и систему перемещающихся в том же направлении пар вихрей, диаметр которых функционально связан с интенсивностью потока.
Также известно устройство управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой, содержащее средство, связанное со стенкой для воздействия с помощью возмущающего поля на пристенную область турбулентного потока, включающую взаимодействующие между собой перемещающиеся структуры когерентной формы, перемещающиеся с постоянной групповой скоростью в направлении течения среды, и систему перемещающихся в том же направлении пар вихрей, диаметр которых функционально связан с интенсивностью потока.
Известный способ и устройство не обеспечивают достаточной эффективности управления турбулентностью потока и требуют значительных затрат энергии для своего осуществления.
Следовательно, задачей настоящего изобретения является создание способа и устройства, предназначенных для изменения и управления турбулентным потоком с помощью мгновенных взрывных выбросов среды из пристенной области.
Сущность изобретения заключается в том, что в способе управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой, при котором воздействуют с помощью возмущающего поля на пристенную область турбулентного потока, включающую взаимодействующие между собой перемещающиеся структуры когерентной формы, перемещающиеся с постоянной групповой скоростью в направлении течения среды, а также систему перемещающихся в том же направлении пар вихрей, диаметр которых функционально связан с интенсивностью потока.
Технический результат достигается тем, что за счет выбора амплитуды, длины волны и направления распространения локально вводимого возмущающего поля интенсифицируют или подавляют турбулентное перемешивание среды потока путем локальной модификации перемещающихся структур и интенсивности их взаимодействия с системой пар вихрей, сопровождающегося искривлением и свертыванием последних с мгновенным взрывным выбросом среды из пристенной области, при этом длину волны возмущающего поля выбирают соизмеримой с размером вихрей, боковую протяженность возмущающего поля выбирают соизмеримой с размером вихрей.
Возмущающее поле модулируют на резонансной длине волны в диапазоне 100 - 300 l*, где l* - масштабный пристенный параметр, равный m(Sr)1/2, где S - среднее напряжение трения на стенке, r - плотность среды потока, m - вязкость среды потока, причем имеется сумма несоизмеримых синусоид уменьшающихся длин волн.
Амплитуда возмущающего поля составляет 15 - 20 l*, при этом амплитуду возмущающего поля модулируют во времени или пространстве, а также выбирают значительно меньшей размера вихрей, т.е. выбирают в диапазоне 10 - 20 l*. Само возмущающее поле формируют с помощью волнообразных структур, выполненных на стенке, ограничивающей поток, причем волнообразные структуры направлены под углом к направлению течения потока, предпочтительно под углом 50 - 80o к направлению потока, а амплитуда волнообразных структур, выполненных на стенке, меняется повторяющимся образом. Модуляцию возмущающего поля осуществляют в диапазоне 100 - 300 l*, причем оно составлено из несоизмеримых синусоид уменьшающихся длин волн.
Длину волны волновых структур выбирают соизмеримой с размером вихря, а длину волны возмущающего поля также выбирают соизмеримой с размером вихрей, предпочтительно в диапазоне 100 - 300 l*. Распространение возмущающего поля осуществляют в направлении под углом 50 - 80o к направлению потока.
Сущность изобретения заключается также в том, что в устройстве управления турбулентностью потока, содержащем средство, связанное со стенкой для воздействия с помощью возмущающего поля на пристенную область турбулентного потока, включающую взаимодействующие между собой перемещающиеся структуры когерентной формы, перемещающиеся с постоянной групповой скоростью в направлении течения, а также систему перемещающихся в том же направлении пар вихрей, диаметр которых функционально связан с интенсивностью потока, технический результат достигается тем, что средство воздействия выполнено с возможностью за счет выбора амплитуды, длины волны в направлении распространения локально вводимого возмущающего поля интенсифицировать или подавлять турбулентное перемешивание среды в потоке путем локальной модификации перемещающихся структур и интенсивности их взаимодействия с системой пар вихрей, сопровождающегося искривлением и свертыванием последних с мгновенным взрывным выбросом среды из пристенной области, при этом средство, связанное со стенкой, выполнено в виде периодически повторяющихся на стенке волнообразных структур, имеющих выступы и впадины, а также в виде апериодических волновых структур, имеющих выступы и впадины, причем волнообразные структуры размещены на стенке с образованием рисунка типа "селедочного костяка" либо с образованием рисунка "накатки".
Выступы выполнены с амплитудой, изменяющейся периодически в направлении, перпендикулярном направлению волнообразных структур, или с амплитудой, изменяющейся апериодически в направлении, перпендикулярном направлению волнообразных структур, или просто периодически либо апериодически изменяемыми.
Кроме того, средство, связанное со стенкой, выполнено в виде сетки преобразователей, направленных перпендикулярно направлению потока и снабженных средством для периодического или апериодического по времени включения преобразователей.
В другом варианте средство, связанное со стенкой, выполнено в виде сетки преобразователей, направленных перпендикулярно направлению потока и снабженных средством для периодического или апериодического по времени включения преобразователей, при этом преобразователи выполнены в виде нагревательных элементов с возможностью передачи тепла среде при их включении, а также ультразвуковых преобразователей с возможностью введения звуковых возмущений в поток при их включении, или в виде акустических генераторов с возможностью ввода возмущающего поля в поток при их включении, либо преобразователи выполнены в виде источников вибрации с возможностью ввода возмущающего поля в поток при их включении.
На фиг. 1 представлено поперечное сечение ограниченного стенкой потока среды; на фиг. 2 - вид сверху потока, показанного на фиг. 1, где видны вихри или свили вблизи стенки, имеющей неровности в виде "костяка сельди"; на фиг. 3 - поперечное сечение стенки с шероховатостью; на фиг. 4 - другой вариант шероховатости; на фиг. 5 - поперечное сечение потока жидкости, ограниченного стенками, в направлении, перпендикулярном потоку, где показано несколько чувствительных элементов, таких как нагреватели, ультразвуковые генераторы и т. п., внедренных в поверхность стенки; на фиг. 6 временная диаграмма, показывающая способ, которым задействуются во времени различные чувствительные элементы или датчики; на фиг. 7 - вид сверху потока, показанного на фиг. 5, где видно номинальное распределение дестабилизирующих воздействий, вводимых в поток, для заданного задействования во времени датчиков в соответствии со схемой, показанной на фиг. 6; на фиг. 8 - вид сверху экспериментальной секции аэродинамической трубы, где виден звуковой генератор, прикрепленный к одной стенке экспериментальной секции; на фиг. 9 - вид сбоку экспериментальной секции, где видна щель, с помощью которой звуковые воздействия вводятся в турбулентный поток в проверяемой секции.
Турбулентный поток 1 ограничен стенкой 2, причем среда 3 содержит локальные структуры в вид вихрей 4 и 5 противоположного вращения. Оси этих вихревых зон расположены в направлении течения среды (по стрелке 6 на фиг. 2). Вихри противоположного вращения имеют диаметры, величина которых является функцией интенсивности потока, а их длины намного больше диаметров. Как было указано выше, предпочтительный диаметр вихревого цилиндра составляет приблизительно 100 l* или 200 l* на пару вихрей.
На фиг. 2 представлен вид сверху вихревых цилиндров 4, 5, на эти вихри наложены волны, которые распространяются (перемещающиеся структуры) в направлении стрелки 7, т.е. под углом θ относительно направления потока 6. Как было отмечено выше, угол θ составляет 50 - 80o для волн, обладающих наибольшей энергетической активностью.
Для получения двойного направления распространения перемещающихся структур волнообразные образования имеют рисунок в форме "косяка сельди" 8 (фиг. 2) или в форме "накатки". Для улучшения смешения и для увеличения теплопередачи, т. е. для увеличения турбулентности и, следовательно, для облегчения выноса массы волновые элементы расположены строго по синусоиде, как это представлено на фиг. 3. Длина волны "p" преимущественно находится в диапазоне 100 - 300 характерных размеров стенки для обеспечения резонанса для режимов запуска, а амплитуда "a" преимущественно составляет 15 - 20 характерных размеров стенки.
Для уменьшения сопротивления волнообразные структуры должны иметь такой рисунок, который позволяет получить фазовую интерференцию волн, аналогичную приведенной выше фазовой рандомизации. Одним из способов достижения этого является создание модуляции "хаотического" рельефа с помощью резонансной длины волны, причем имеется ряд, состоящий из несоизмеримых синусоид по длине волны. Модель такой схемы в сечении представлена на фиг. 4.
Дополнительно к использованию пассивных механизмов, предназначенных для взаимодействия с распространяющимися волновыми структурами для управления турбулентностью, настоящее изобретение также включает использование активных средств, предназначенных для этой цели. Элемент 9 (фиг. 5) является примером такого активного средства. Как показано, установленные заподлицо со стенкой преобразователи в виде нагревательных элементов 10, 11 и т.д. включаются управляющим устройством 12. Это управляющее устройство 12 в импульсном режиме последовательно по времени включает нагревательные элементы, осуществляя локальный нагрев среды, обеспечивая такую же картину, которая имеет место при обтекании волновых образований на поверхности стенки пристенным потоком. Таким образом, локальный нагрев будет создавать волновые картины с различной плотностью, которые либо подавляют, либо интенсифицируют массообмен.
Управляющее устройство 12 может включать нагреватели в последовательности, показанной на фиг. 6, обеспечивая пространственное распределение возмущающих структур (фиг. 7).
На фиг. 8, 9 показано расположение звукового генератора, использованного в опыте, относительно экспериментальной секции. Размеры экспериментальной секции аэродинамической трубы следующие: высота - 57 см, ширина - 81 см, длина 380 см. Звуковой генератор был прикреплен к стенке экспериментальной секции под углом приблизительно 65o. Звуковой генератор был выполнен в виде резонансной коробки, имеющей суживающуюся часть длиной около 22 см и сечением 61•22 см, к которой в торце присоединен звуковой динамик, а противоположная сторона коробки имела сечение 8•61 см. К суживающейся части крепилась линейная секция с длиной одной стороны около 42 см и длиной противоположной стороны около 72 см. Свободный конец линейной секции был закрыт, причем оставалась только щель высотой 1 см и длиной 61 см. Щель размещалась вдоль стенки экспериментальной секции.
Изменения проводились с использованием прямой нагретой проволоки, причем проволока размещалась в двух точках на расстоянии друг от друга 30 см вблизи стенки экспериментальной секции. Одна точка совпадает с осью резонансной коробки на расстоянии от конца экспериментальной секции около 190 см.
У осевой точки толщина турбулентного пограничного слоя составляла 48 мм, а число Рейнольдса, вычисленное по скорости свободного потока, составило 7,7•105. Было получено снижение сопротивления приблизительно на 9%, когда действовал звуковой динамик от усилителя, который вырабатывал звуковой сигнал, причем частота возбуждения генератора составляла приблизительно 170 Гц, а фазовая рандомизация осуществлялась в диапазоне 0 - 360o при частоте 426 Гц. Частоты или длины волн, которые были использованы в акустическом возмущающем сигнале, вводимом в экспериментальную секцию, в соответствии с настоящим изобретением находились в диапазоне 100 - 300 l*, где l* - масштабный пристенный параметр.
В полностью развитом турбулентном потоке локальные цилиндрические вихревые структуры перемещаются по потоку в пристенной области, разрываются, искривляются и окончательно исчезают. Имеет место взаимодействие между когерентной структурой перемещающихся форм, присутствующих в потоке, с когерентной структурой вихревых зон, в результате чего происходит мгновенное исчезновение (взрыв) вихревых цилиндров с последующим перемешиванием медленно движущейся среды вблизи границы с быстро перемещающейся средой основного потока и наоборот.
В данном изобретении представлены оба пассивный и активный механизмы управления действием волновых перемещающихся структур, которые вызывают мгновенное уничтожение вихревых зон в турбулентных потоках вблизи стенки. Пассивный механизм в соответствии с настоящим изобретением предназначен для управления волновыми перемещающимися структурами при наличии изменений формы стенки, ограничивающей турбулентный поток, т.е. при наличии канавок, волн на поверхности и т.п. Если изменение формы происходит в виде волн, то их амплитуда должна быть в диапазоне 15 - 20 характерных размеров стенки для того, чтобы включить расположение участка с пиковой или максимальной турбулентностью. Ориентация волн, т.е. направление впадин между пиками должно быть под углом приблизительно 15 - 30o к направлению движения потока, т.е. можно сказать, что направление волн должно быть под углом 60 - 75o от направления потока.
Настоящее изобретение может быть использовано также в проточных системах, ограниченных стенками, в которых протекает электропроводная среда, например морская вода. В этом случае возмущающее воздействие может вводиться с использованием переменных магнитных или электромагнитных полей вблизи стенок, обеспечивая при этом распространение структур в потоке, как это было описано выше.
В частности, настоящее изобретение может быть использовано в прямых и искривленных каналах или трубах, в компрессорах, турбинах для снижения интенсивности турбулентности. Также изобретение может быть использовано в камерах сгорания двигателей внутреннего сгорания и т.п. для улучшения смешения и сгорания.
Хотя настоящее изобретение изложено применительно к турбулентному потоку, ограниченному стенкой, тем не менее описанные способ и устройство можно применять в пограничных слоях, как это имеет место, когда тело перемещается в среде. Таким образом, настоящее изобретение применимо для тел, движущихся в воздухе (например, летательные аппараты), а также для тел, перемещающихся в виде (например, суда) и т.п.
Преимущества и результаты использования способа и устройства по настоящему изобретению понятны из описания, приведенного выше. Различные модификации и изменения возможны в рамках формулы изобретения, приведенной ниже.
Источники информации:
SU, авторское свидетельство 1298435, кл. F 15 D 1/00, 1987.

Claims (33)

1. Способ управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой, при котором воздействуют с помощью возмущающего поля на пристенную область турбулетного потока, включающую взаимодействующие между собой перемещающиеся структуры когерентной формы, перемещающиеся с постоянной групповой скоростью в направлении течения среды, а также систему перемещающихся в том же направлении пар вихрей, диаметр которых функционально связан с интенсивностью потока, отличающийся тем, что за счет выбора амплитуды, длины волны и направления распространения локального вводимого возмущающего поля интенсифицируют или подавляют турбулентное перемешивание среды потока путем локальной модификации перемещающихся структур и интенсивности их взаимодействия с системой пар вихрей, сопровождающегося искривлением и свертыванием последних с мгновенным взрывным выбросом среды из пристенной области.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что длина волны возмущающего поля соизмерима с размером вихрей.
3. Способ по п.2, отличающийся тем, что боковая протяженность возмущающего поля соизмерима с размером вихрей.
4. Способ по п.2, отличающийся тем, что возмущающее поле модулируют на резонансной длине волны в диапазоне
100 - 300 l*,
где l* - масштабный пристенный параметр, равный m(sr)1 / 2, где S - среднее напряжение трения на стенке; r - плотность среды потока; m - вязкость среды потока,
причем имеется сумма несоизмеримых синусоид уменьшающихся длин волн.
5. Способ по п. 4, отличающийся тем, что амплитуда возмущающего поля составляет 15 - 20 l*.
6. Способ по п. 2, отличающийся тем, что амплитуду возмущающего поля модулируют во времени или пространстве.
7. Способ по п. 2, отличающийся тем, что возмущающее поле формируют с помощью волнообразных структур, выполненных на стенке, ограничивающей поток, причем волнообразные структуры направлены под углом к направлению течения потока.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что длина волны волновых структур соизмерима с размером вихря.
9. Способ по п. 8, отличающийся тем, что модуляцию возмущающего поля осуществляют в диапазоне 100 - 300 l*, причем оно составлено из несоизмеримых синусоид уменьшающихся длин волн.
10. Способ по п.7, отличающийся тем, что амплитуда волнообразных структур, выполненных на стенке, меняется повторяющимся образом.
11. Устройство управления турбулетностью потока, ограниченного стенкой, содержащее средство, связанное со стенкой для воздействия с помощью возмущающего поля на пристенную область турбулентного потока, включающую взаимодействующие между собой перемещающиеся структуры когерентной формы, перемещающиеся с постоянной групповой скоростью в направлении течения среды, а также систему перемещающихся в том же направлении пар вихрей, диаметр которых функционально связан с интенсивностью потока, отличающееся тем, что средство воздействия выполнено с возможностью за счет выбора амплитуды, длины волны и направления распространения локально вводимого возмущающего поля интенсифицировать или подавлять турболентное перемещение среды в потоке путем локальной модификации перемещающихся структур и интенсивности их взаимодействия с системой пар вихрей, сопровождающегося искривлением и свертыванием последних с мгновенным взрывным выбросом среды из пристенной области.
12. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что средство, связанное со стенкой, выполнено в виде периодически повторяющихся на стенке волнообразных структур, имеющих выступы и впадины.
13. Устройство по п.12, отличающееся тем, что волнообразные структуры размещены на стенке с образованием рисунка типа селедочного костяка.
14. Устройство по п.12, отличающееся тем, что выступы выполнены с амплитудой, изменяющейся периодически в направлении, перпендикулярном направлению волнообразных структур.
15. Устройство по п.12, отличающееся тем, что выступы выполнены с амплитудой, измеряющейся апериодически в направлении, перпендикулярном направлению волнообразных структур.
16. Устройство по п.12, отличающееся тем, что выступы выполнены периодически изменяемыми.
17. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что средство, связанное со стенкой, выполнено в виде сетки преобразователей, направленных перпендикулярно направлению потока и снабженных средством для периодического или апериодического по времени включения преобразователей.
18. Устройство по п.17, отличающееся тем, что преобразователи выполнены в виде нагревательных элементов с возможностью передачи тепла среде при их включении.
19. Устройство по п.17, отличающееся тем, что преобразователи выполнены в виде ультразвуковых преобразователей с возможностью введения звуковых возмущений в поток при их включении.
20. Устройство по п. 11, отличающееся тем, что средство, связанное со стенкой, выполнено в виде апериодических волновых структур, имеющих выступы и впадины.
21. Устройство по п.20, отличающееся тем, что волновые структуры размещены по стенке с образованием рисунка накатки.
22. Устройство по п.20, отличающееся тем, что выступы меняются апериодически.
23. Способ по п.7, отличающийся тем, что волнообразные структуры направлены под углом 50 - 80o к направлению потока.
24. Способ по п. 1, отличающийся тем, что амплитуду возмущающего поля выбирают значительно меньше размера вихрей.
25. Способ по п.24, отличающийся тем, что амплитуду выбирают в диапазоне 10 - 20 l*.
26. Способ по п.24, отличающийся тем, что длину волны возмущающего поля выбирают соизмеримой с размером вихрей.
27. Способ по п.26, отличающийся тем, что длину волны выбирают в диапазоне 100 - 300 l*.
28. Способ по п.25, отличающийся тем, что длину волны возмущающего поля выбирают соизмеримой с размером вихрей.
29. Способ по п.28, отличающийся тем, что длину волны выбирают в диапазоне 100 - 300 l*.
30. Способ по п.29, отличающийся тем, что распространение возмущающего поля осуществляют в направлении под углом 50 - 80o к направлению потока.
31. Способ по п.27, отличающийся тем, что распространение возмущающего поля осуществляют в направлении под углом 50 - 80o к направлению потока.
32. Устройство по п.17, отличающееся тем, что преобразователи выполнены в виде акустических генераторов с возможностью ввода возмущающего поля в поток при их включении.
33. Устройство по п.17, отличающееся тем, что преобразователи выполнены в виде источников вибрации с возможностью ввода возмущающего поля в поток при их включении.
RU92004434A 1991-11-19 1992-11-19 Способ и устройство управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой RU2110702C1 (ru)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US794.875 1991-11-19
US794875 1991-11-19
US07/794,875 US5263793A (en) 1991-11-19 1991-11-19 Method of and apparatus for controlling turbulence in a wall-bounded fluid flow field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU92004434A RU92004434A (ru) 1996-02-10
RU2110702C1 true RU2110702C1 (ru) 1998-05-10

Family

ID=25163953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU92004434A RU2110702C1 (ru) 1991-11-19 1992-11-19 Способ и устройство управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой

Country Status (11)

Country Link
US (1) US5263793A (ru)
EP (1) EP0543647B1 (ru)
JP (1) JPH06200909A (ru)
KR (1) KR930010393A (ru)
CN (1) CN1044736C (ru)
AU (1) AU658692B2 (ru)
CA (1) CA2083224C (ru)
DE (1) DE69224156T2 (ru)
IL (1) IL103804A0 (ru)
MX (1) MX9206696A (ru)
RU (1) RU2110702C1 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8113469B2 (en) 2006-02-21 2012-02-14 University Of Alabama Passive micro-roughness array for drag modification
US8794574B2 (en) 2007-03-30 2014-08-05 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Micro-array surface for passive drag modification

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA2150628A1 (en) * 1994-06-02 1995-12-03 Lawrence Sirovich Method of and apparatus for controlling turbulence in boundary layer and other wall-bounded fluid flow fields
CA2169230A1 (en) * 1995-02-13 1996-08-14 Lawrence Sirovich Method of and apparatus for controlling turbulence in boundary layer and other wall-bounded fluid flow fields
US6092766A (en) * 1995-12-12 2000-07-25 Ulrich Laroche Process for forming a surface for contact with a flowing fluid and body with such surface regions
FR2751049B1 (fr) 1996-07-15 1998-09-18 Inst Francais Du Petrole Surface modifiee pour reduire les turbulences d'un fluide et procede de transport
US6019547A (en) * 1996-10-08 2000-02-01 Hill; Kenneth D. Wave-forming apparatus
US6336771B1 (en) 1996-10-08 2002-01-08 Kenneth D. Hill Rotatable wave-forming apparatus
US5833389A (en) 1996-12-09 1998-11-10 Orlev Scientific Computing Ltd. Apparatus for controlling turbulence in boundary layer and other wall-bounded fluid flow fields
WO1998056241A2 (en) * 1997-06-10 1998-12-17 Current Solutions, L.L.C. Flow inducer fish guide and method of using same
US6712555B1 (en) 1998-07-20 2004-03-30 Current Solutions, L.L.C. Flow inducer fish guide and method of using same
JP4824190B2 (ja) * 2001-03-07 2011-11-30 独立行政法人日本原子力研究開発機構 乱流摩擦抵抗低減表面
GB0115834D0 (en) * 2001-06-28 2001-08-22 Doig Martin Apparatus or fluid transportation
DE10217111A1 (de) 2002-04-17 2003-11-06 Roehm Gmbh Festkörper mit mikrostrukturierter Oberfläche
KR100603053B1 (ko) * 2004-12-21 2006-07-20 한국항공우주연구원 유동장 확보를 위한 초저온용 주름관
FR2911078B1 (fr) 2007-01-05 2010-12-24 Inst Francais Du Petrole Baudruche extensible de restructuration de revetement interne.
US20110274875A1 (en) * 2008-11-21 2011-11-10 The University Of Alabama Passive drag modification system
CN102485590A (zh) * 2009-11-09 2012-06-06 栾远刚 波状外表减流体阻力技术
KR102146842B1 (ko) 2011-06-09 2020-08-24 케이스 웨스턴 리저브 유니버시티 광학적 정보 스토리지 매체
EP2882988B1 (en) * 2012-08-07 2020-11-25 GE Oil & Gas UK Limited Flexible pipe body and method of providing the same
JP5978094B2 (ja) * 2012-10-18 2016-08-24 株式会社日立製作所 熱交換器及びその対流熱伝達促進方法
US9994301B2 (en) * 2013-11-18 2018-06-12 Rohr, Inc. Virtual aerodynamic surface systems
CN104179757B (zh) * 2014-07-17 2016-09-14 常州大学 一种微气泡减阻管道
CN106922199B (zh) * 2014-07-28 2021-07-16 科罗拉多州立大学董事会,公司实体 用于控制流动行为的声子材料
CN104613056A (zh) * 2015-01-21 2015-05-13 北京超微上达科技有限公司 一种人字形结构的仿生减阻表面
DE102015107626B4 (de) * 2015-05-15 2019-11-07 Airbus Defence and Space GmbH Strömungssteuerungsvorrichtung, Strömungsdynamischer Profilkörper und Strömungssteuerungsverfahren mit Schallwellenerzeugung
US10352632B2 (en) * 2016-05-26 2019-07-16 Northrop Grumman Systems Corporation Heat transfer utilizing vascular composites and field induced forces
RU2692058C1 (ru) * 2018-06-08 2019-06-20 Акционерное общество "НИИ измерительных приборов - Новосибирский завод имени Коминтерна" (АО "НПО НИИИП-НЗиК") Способ защиты радиолокационной станции от малоразмерных беспилотных летательных аппаратов и устройство для его осуществления
WO2020106343A2 (en) 2018-08-22 2020-05-28 Peer Belt Inc. Method, system and apparatus for reducing fluid drag
CN109973747B (zh) * 2019-04-03 2020-06-30 中国船舶重工集团公司第七一九研究所 循环水管路内流体激励振动影响减弱系统及方法
RU195692U1 (ru) * 2019-10-14 2020-02-04 Игорь Сергеевич Ковалев Устройство для уменьшения гидравлических потерь в трубопроводе

Family Cites Families (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US898741A (en) * 1907-08-05 1908-09-15 Rifled Pipe Company Helically-corrugated pipe-line.
US909384A (en) * 1908-10-27 1909-01-12 Emit V Estill Smoke and dust arrester for railways
FR427365A (fr) * 1911-03-14 1911-08-02 Adrien Bertin Nouvelle structure de surface applicable à toutes surfaces utilisant l'action ou réaction de l'air ou autres fluides élastiques et en particulier aux appareils d'aviation
US1116971A (en) * 1913-11-14 1914-11-10 John Richard Barker Ejector.
GB340379A (en) * 1928-11-23 1931-01-01 Ugo Antoni Improvements in tubing with stepped inner surface
US1994045A (en) * 1932-06-16 1935-03-12 Nelson Henry Wade Airplane
US2143477A (en) * 1937-06-24 1939-01-10 Robert E Dillon Liner for condenser tubes
FR932679A (fr) * 1942-08-25 1948-03-30 Rolls Royce Perfectionnements aux surfaces solides en contact avec un fluide
US3000401A (en) * 1960-01-29 1961-09-19 Friedrich O Ringleb Boundary layer flow control device
US3027143A (en) * 1960-11-01 1962-03-27 William T Furgerson Apparatus for improving hydrodynamic conditions within a conduit
US3175571A (en) * 1963-07-15 1965-03-30 Willard E Bankert Hydraulic liner for conduits
US3508561A (en) * 1967-03-20 1970-04-28 Lockheed Aircraft Corp Method of and means for controlling fluid flows
US4310028A (en) * 1975-04-14 1982-01-12 Patriark, Inc. Method and apparatus for increasing the fluid throughput of a conduit
SU909384A1 (ru) * 1980-03-14 1982-02-28 Московский Ордена Ленина Авиационный Институт Им. Серго Орджоникидзе Способ управлени турбулентным пограничным слоем
US4932610A (en) * 1986-03-11 1990-06-12 The United States Of America As Represented By The United States National Aeronautics And Space Administration Active control of boundary layer transition and turbulence

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8113469B2 (en) 2006-02-21 2012-02-14 University Of Alabama Passive micro-roughness array for drag modification
US8794574B2 (en) 2007-03-30 2014-08-05 The Board Of Trustees Of The University Of Alabama Micro-array surface for passive drag modification

Also Published As

Publication number Publication date
AU658692B2 (en) 1995-04-27
AU2847692A (en) 1993-05-20
JPH06200909A (ja) 1994-07-19
CN1074279A (zh) 1993-07-14
IL103804A0 (en) 1993-04-04
MX9206696A (es) 1993-07-01
DE69224156T2 (de) 1998-08-06
CA2083224A1 (en) 1993-05-20
CA2083224C (en) 2000-10-17
EP0543647B1 (en) 1998-01-21
CN1044736C (zh) 1999-08-18
US5263793A (en) 1993-11-23
KR930010393A (ko) 1993-06-22
EP0543647A1 (en) 1993-05-26
DE69224156D1 (de) 1998-02-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2110702C1 (ru) Способ и устройство управления турбулентностью потока, ограниченного стенкой
RU2146779C1 (ru) Способ управления турбулентностью в пограничном слое или другой граничной со стенкой области течения среды (варианты)
RU2159363C2 (ru) Способ и устройство для управления турбулентностью в пограничном слое и в других ограниченных стенками полях потока среды (варианты)
Acton A modelling of large eddies in an axisymmetric jet
RU2191931C2 (ru) Устройство для снижения турбулентного сопротивления в пристенной турбулентной области поля течения вблизи поверхности стенки
Blevins Review of sound induced by vortex shedding from cylinders
Smith et al. Vectoring and small-scale motions effected in free shear flows using synthetic jet actuators
Raman et al. Jet mixing control using excitation from miniature oscillating jets
Yassour et al. Heat transfer from a small pulsating jet
US5362179A (en) Method of and apparatus for controlling turbulence in a wall-bounded fluid flow field
Alziadeh et al. Passive noise control technique for suppressing acoustic resonance excitation of spirally finned cylinders in cross-flow
Powell Some aspects of aeroacoustics: From Rayleigh until today
Bake et al. Resemblance of K-and N-regimes of boundary-layer transition at late stages
Asghar et al. Phase synchronization of vortex shedding from multiple cylinders using plasma actuators
Yu et al. Simulating waves in flows by Runge-Kutta and compact difference schemes
Van Atta et al. Three-dimensional structure of ordered and chaotic vortex streets behind circular cylinders at low Reynolds numbers
Knox-Kelecy et al. Spectral characteristics of turbulent flow in a scale model of a diesel fuel injector nozzle
Voropayev et al. Vortical flow features in a hemispherical cavity on a flat plate
Grek et al. Influence of initial conditions at the nozzle exit and acoustical action on the structure and stability of a plane jet
Higuchi Passive and active controls of three-dimensional wake of bluff-body
Fuchs Acoustic interference effects and the role of Helmholtz number in aerodynamic noise
Canbazoglu et al. Reduction of Peak Amplitudes of Pressure Fluctuation in Turbulent Pipe Flow Using Vortex Generators and Compliant Boundaries
Higuchi et al. CONTROL OF THE WAKE BEHIND A DISK USING ELECTRO-MAGNETIC ACTUATORS
Ahmed et al. Bluff Body Flow Control Using Random Forcing
Price et al. Cross-flow past a pair of staggered cylinders with the upstream cylinder subjected to a transverse harmonic oscillation