申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2023-04-20

公开（公告）日：2024-04-02

公开（公告）号：CN116215843B

主分类号：B64C21/00

分类号：B64C21/00

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.02#授权;2023.06.23#实质审查的生效;2023.06.06#公开

摘要：本发明公开了一种基于声波调制微纳气膜的边界层流动控制方法及装置，该方法将调制声波以微纳尺度气膜为载体注入到边界层中，通过调整调制声波的相位和作用空间区域，使调制声波与扰动波相互作用，可以促进或抑制扰动波发展，从而主动控制边界层的流动稳定性和转捩过程。微纳尺度气膜的质量流率和壁面法向速度很小，不会对扰动波发展造成额外影响，并且，针对各频域成分扰动波在边界层流动稳定性和转捩过程中起到的不同作用，可以根据实际控制需求选择不同频段范围内的扰动波进行控制，从而能够在不同工况条件下对边界层流动进行有效控制。另外，不更改飞行器表面型面，气膜经过透声材料渗透进入边界层底层，所需工质较少，工程实现难度小。

主权项：1.一种基于声波调制微纳气膜的边界层流动控制方法，其特征在于，包括以下内容：在飞行器壁面的透声材料区域产生微纳尺度气膜，以对飞行器壁面进行覆盖；获取飞行器壁面边界层中的扰动波信息；基于扰动波信息在透声材料区域所在的驻室内产生特定频率的调制声波，以使调制声波以微纳尺度气膜为载体注入到边界层中；调整调制声波的相位和作用空间区域以促进或抑制扰动波发展；所述在飞行器壁面的透声材料区域产生微纳尺度气膜的过程包括以下内容：在飞行器壁面安装梯度孔隙结构材料并在梯度孔隙结构材料下方设置气体驻室；向气体驻室内注入气流，气流在流经梯度孔隙结构材料内部的孔隙后在飞行器壁面形成冷却气膜；通过优化设计梯度孔隙结构材料的孔隙参数和控制气体驻室内的气体压力，以在飞行器壁面产生微纳尺度气膜，其中，所述梯度孔隙结构材料内部的孔隙直径在微米量级或纳米量级，并由内至外按梯度均匀增大，所述梯度孔隙结构材料内部的孔隙整体布局方向与壁面法向方向呈夹角设置，并基于下式控制气体驻室内的气体压力： 其中，P0表示气体驻室内的气体总压，k表示压比系数，P∞表示飞行器当地环境压力，dp和ε分别表示梯度孔隙结构材料的颗粒直径和孔隙率，μf表示气体粘性系数，u表示气流表观速度，h表示梯度孔隙结构材料的厚度，ρ表示气体密度。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国人民解放军国防科技大学 基于声波调制微纳气膜的边界层流动控制方法及装置

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