專利名稱：振蕩渦旋發生器及其應用的制作方法
振蕩渦旋發生器及其應用
本發明的技術領域及
背景技術：
本發明在其一些實施方式中涉及空氣動カ(aerodynamic)表面或流體動力(hydrodynamic)表面上的振蕩潤旋產生,并且更具體地但并非卩隹一地,涉及翼面(airfoil)處(諸如飛機機翼或風カ渦輪機葉片上)的振蕩渦旋產生。在本領域中已知幾種用于主動操縱一表面上的流體流動的方法。ー種廣泛使用的方法利用主動流動控制來増加空氣動カ表面上的湍流，并且更具體地是湍流的某些相關等級，例如通過使用合成噴射致動器。屬于Glezer等人的US 2007/0095987公開了ー種合成噴射致動器，包括噴射殼體，該噴射殼體使具有一定量的流體的內室與室的一個維度中的小孔相結合，該小孔將內室連接至控制流體的外部環境。所公開的合成噴射致動器可操作成周期性地改變內室內的容積，從而產生由一系列流體渦旋夾帶的合成噴射流并噴射至外部環境。
例如屬于Cueman等人的US 2007/152104公開了ー種結合在各種應用(諸如飛機發動機或機翼)中的合成噴射致動器的陣列。每個致動器均包括室、流動控制端ロ(室的一個維度中的小孔)、以及相対的平行側壁，所述側壁構造為膨脹時分開并緊縮到一起，以響應輸入流過通過流動控制端ロ的控制流體。屬于Saddoughi的US 2003/075615公開了ー種設置在流路的壁(諸如翼面)中的合成噴射致動器。該合成噴射致動器由壁中的矩形腔構成，其中，腔的敞開側由致動器葉片覆蓋，使得在覆蓋的開口中留出小孔。另外的背景技術包括Godsk，K. B.的WO 08/113349、屬于Wiltse，J.等人的 US 5，758，823、屬于 Amitay, M.等人的 US 6，412，732、以及屬于 Philippe G.的 US2006/140760。
發明內容
本發明的一些實施方式的ー個方面涉及用于空氣動カ表面或流體動カ表面(諸如飛機機翼或風カ渦輪機葉片的)的改型翻新裝置。在一些實施方式中，該改型翻新裝置包括多個振蕩渦旋發生器以及可選地ー個以上的傳感器和/或控制器。可選地，該改型翻新裝置包括包含線和管的閉環系統并適于安裝在例如空氣動カ表面的一表面上。本發明的一些實施方式的ー個方面涉及包含一個腔的振蕩渦旋發生器，該腔具有五個壁和ー個未覆蓋的敞開側，其中，這些壁中的至少ー個包括用于產生振蕩潤旋的有源
711^^active elementノ。本發明的一些實施方式的ー個方面涉及楔形的振蕩渦旋發生器，其中，該楔形件的壁中的至少ー個包括用于產生振蕩渦旋的有源元件。根據本發明的第二方面和第三方面的渦旋發生器可用在第一方面中。可替代地，根據它們的大小以及改型翻新裝置中的可用空間，可使用本領域中已知的其他渦旋發生器、其他類型的傳感器和其他類型的控制器。本發明的一些實施方式的ー個方面涉及具有機翼或其他表面的飛機或者涉及具有葉片的風カ渦輪機，其安裝有根據本發明的各種方面的ー個以上的振蕩渦旋發生器或改
型翻新裝置。根據本發明的一些實施方式的ー個方面，提供了ー種用于控制一元件的一空氣動力表面或流體動カ表面上的流動的振蕩渦旋發生器裝置，本振蕩渦旋發生器裝置包括兩個主壁和兩個其他壁，這兩個主壁彼此相對地定位，形成第一對壁，這四個壁每個均具有近端和遠端，這些遠端連接至一空氣動カ表面或流體動カ表面；連接件，在壁的近端處連接壁；以及處于空氣動カ表面或流體動カ表面中的ー開ロ，該開ロ基本與兩個主壁和兩個其他壁鄰近。根據本發明的一些實施方式，兩個主壁中的一個上安裝有壓電致動器。根據本發
根據本發明的一些實施方式，主壁之間的距離在0. Imm到IOmm之間。可選地，主壁之間的距離在0. 5mm到I. 5mm之間。可選地，主壁之間的距離約為1mm。根據本發明的一些實施方式，兩個主壁是基本平行的。根據本發明的一些實施方式，兩個主壁是基本不平行的。根據本發明的一些實施方式,空氣動カ表面或流體動カ表面為一翼面。根據本發明的一些實施方式的ー個方面，提供了ー種用于控制空氣動カ表面或流體動カ表面上的流動的楔形的振蕩渦旋發生器裝置，本振蕩渦旋發生器包括兩個主壁和兩個其他壁，這兩個主壁彼此相對地定位，形成第一對壁，這四個壁具有近端和遠端，這些遠端定位在一空氣動カ表面或流體動カ表面處；連接件，在壁的近端處連接壁；以及至少ー個壓電致動器，安裝在這些主壁中的至少ー個上。根據ー些實施方式，該連接件包括近端壁。根據本發明的一些實施方式，本振蕩渦旋發生器還包括在主壁的遠端處連接主壁的結合元件。可選地，該結合元件包括粘膠劑。根據ー些實施方式，主壁是基本不平行的。根據本發明的一些實施方式的ー個方面，提供了一種用于空氣動カ表面或流體動力表面的改型翻新裝置，本改型翻新裝置包括前表面和后表面,該后表面適于安裝在一空氣動カ表面或流體動カ表面上；ー個以上的與前表面相關聯的振蕩渦旋發生器；以及緊固件，適于將本改型翻新裝置附接至一現有的空氣動カ表面或流體動カ表面。根據本發明的一些實施方式，緊固件包括適于安裝在空氣動カ表面或流體動カ表面上的套筒。根據本發明的一些實施方式，緊固件包括螺釘、粘膠劑、磁體或硅。根據本發明的一些實施方式，振蕩渦旋發生器中的至少ー個為根據上述實施方式中的任ー個的振蕩渦旋發生器。根據本發明的一些實施方式的ー個方面，提供了一種用于空氣動カ表面或流體動力表面的改型翻新裝置，本改型翻新裝置包括前表面和后表面,該后表面適于安裝在一空氣動カ表面或流體動カ表面上；—個以上的根據上述實施方式中的任ー個的振蕩潤旋發生器。
根據本發明的一些實施方式，本改型翻新裝置還包括ー個以上的用于感測空氣動力表面或流體動カ表面上的流動的傳感器。根據本發明的一些實施方式，本改型翻新裝置還包括ー個以上的用于控制振蕩渦旋發生器的控制器。根據本發明的一些實施方式，本改型翻新裝置還包括位于前表面下方的管道，以將動カ連接至振蕩渦旋發生器。根據本發明的一些實施方式，提供了一種安裝有ー個以上的根據上述實施方式中的任一個的改型翻新裝置或ー個以上的根據上述實施方式中的任一個的渦旋發生器的葉片。根據本發明的一些實施方式，提供了ー種具有多個風カ渦輪機葉片的風カ渦輪機，這些風力渦輪機葉片中的ー個或多個為根據上述實施方式中的任ー個的葉片。
根據本發明的一些實施方式，提供了ー種具有一空氣動カ表面的飛機，該表面安裝有ー個以上的根據上述實施方式中的任一個的改型翻新裝置或ー個以上的根據上述實施方式中的任ー個的潤旋發生器。根據本發明的一些實施方式，振蕩渦旋發生器中的至少ー個的角度垂直于空氣動力表面或流體動カ表面。根據本發明的一些實施方式，振蕩渦旋發生器中的至少ー個與該表面的角度在10。到170。之間。根據本發明的一些實施方式，振蕩渦旋發生器中的至少ー個適于產生渦旋，以用于增加空氣動カ表面或流體動力表面上的湍流。除非另有限定，本文中使用的所有技術和/或科學術語都具有與本發明所屬領域的技術人員通常所理解的相同的含義。雖然與本文中所描述的那些相似或等同的方法和材料可用于本發明的實施方式的實踐或測試，但是下文描述了示例性方法和/或材料。在相沖突的情況下，將控制本專利說明書，包括定義。此外，這些材料、方法和實例僅為說明性的而非g在作為必需的限制。
在此參考附圖僅以實例的方式描述本發明的一些實施方式。在具體參考詳細附圖時，要強調的是，這些細節以實例的方式示出并出于對本發明的實施方式的說明性論述的目的。在這點上，參考附圖進行的描述使得可如何實踐本發明的實施方式對于本領域技術人員來說是顯而易見的。在附圖中圖I為根據本發明的一些實施方式的改型翻新裝置的示意圖；圖2A和圖2B為根據本發明的一些實施方式的振蕩渦旋發生器的橫截面的示意圖；圖3A至圖3C為根據本發明的其他實施方式的振蕩渦旋發生器的橫截面的示意圖；圖4為根據本發明的一些實施方式的振蕩渦旋發生器的側視圖的示意圖；圖5為根據本發明的一些實施方式的翼面的示意圖；圖6為根據本發明的一些實施方式的具有ー個以上的機翼的飛機的示意圖；以及
圖7為根據本發明的一些實施方式的具有ー個以上的葉片的風力渦輪機的示意圖。
具體實施例方式本發明在其一些實施方式中涉及空氣動カ表面或流體動カ表面上的振蕩渦旋產生，并且更具體地但非唯一地，涉及翼面處(諸如飛機機翼或風カ渦輪機葉片上)的振蕩渦
旋產生。本發明的一些實施方式的ー個方面涉及用于翼面(諸如飛機機翼或風カ渦輪機葉片)的改型翻新裝置。在一些實施方式中，該改型翻新裝置包括多個振蕩渦旋發生器，以用于增加翼面上的湍流，并可選地在不穩定流動和穩定流動兩者中和/或在表面質量降低的情況下改善啟動性能和操作。該振蕩渦旋發生器可以是本領域已知的任何穩定或振蕩渦旋發生器或是下文所描述的振蕩渦旋發生器中的ー個或多個。單個改型翻新裝置可包括ー種以上類型的振蕩渦旋發生器。在一些實施方式中，該改型翻新裝置還包括ー個以上的傳感器和/或控制器，以用于控制振蕩渦旋發生器的操作。可選地，該改型翻新裝置包括閉環系統和/或不需要與其自身的初始翼面的電子連接或其他連接。在一些實施方式中，該改型翻新裝置通常還將包括用于線和管的凹槽(hollow)或管道，以將電力或其他類型的輸入或動カ連接至振蕩渦旋發生器和/或傳感器和控制器，以用于接收來自傳感器的信號。可選地，將無線通信應用于該改型翻新裝置，以用于在改型翻新裝置上的部件之間進行協調。可選地，通過超聲波、微波或其他類型的無線能量轉換機構來為改型翻新裝置提供動力。在一些實施方式中，該改型翻新裝置具有與將安裝改型翻新裝置的翼面的形狀相符合的平的或彎曲的形狀。可選地，該改型翻新裝置包括緊固件，以用于將改型翻新裝置安裝在翼面上。在一些實施方式中，該改型翻新裝置設計為覆蓋整個翼面的套(glove)。這允許將改型翻新裝置簡單地安裝在翼面上和/或將改型翻新裝置保持在位。可替代地，該改型翻新裝置僅安裝在翼面的ー個表面上，優選在安裝在具有最高流動分離可能性的表面上。可選地，該改型翻新裝置通過螺釘固定或膠合于翼面。可選地，該改型翻新裝置設計為安裝在已經存在并安裝的空氣流體動カ裝置或流體動カ裝置的表面上，而不需要對空氣流 體動カ裝置和翼面或流體動カ裝置和翼面做出重大設計修改。可選地，該改型翻新裝置薄得以致其基本不會增加翼面的橫截面。本發明的一些實施方式的ー個方面涉及適于結合在翼面或如上所述的改型翻新裝置中的振蕩渦旋發生器。在一些實施方式中，該振蕩渦旋發生器包括基本為矩形的腔，該腔具有兩個基本平行的縱向壁和另外兩個基本縱向的壁，這些壁具有近端和遠端；以及諸如橫向壁的連接件，在縱向壁的近端處連接縱向壁。這些壁的遠端優選地連接至其中設置有開ロ的翼面，該開ロ基本與該四個縱向壁鄰近。在一些實施方式中，這些縱向壁中的ー個或兩個包括有源元件，諸如壓電致動器或磁致動器或任何其他能夠在腔中產生振蕩壓カ的裝置、方法或機構。在現有技術中，合成噴射致動器已設計為具有矩形的室，該室具有用于形成ー個腔的六個壁，這些壁中的一個壁中具有孔以用于釋放翼面表面處的渦旋。現有技術需要六個壁來形成共振腔，以提供大量具有低輸入動力的渦旋和/或腔壁的小位移。本申請的發明人已發現，如果兩個相対的縱向壁彼此足夠靠近地設置，那么即使在通向翼面外部的一側處沒有穿孔壁也將產生渦旋。在不受任何理論限制的情況下，本申請人認為，當作為相對的壁之間距離的開ロ足夠小時，開ロ處的空氣用于借助于其對流動的阻力來形成共振腔。在一些實施方式中，振蕩渦旋發生器的縱向壁之間的距離在0. Imm至IOmm之間。可選地，該距離在0. 5mm至5mm或者0. 5mm至I. 5mm之間，例如為約1mm。本發明的一些實施方式的ー個方面涉及適于結合在翼面或如上所述的改型翻新裝置中的楔形的振蕩渦旋發生器。如本文中使用的“楔形”是指三角形或梯形的形狀，其中，振蕩渦旋發生器的兩個相對的縱向壁為相互不平行。
該楔形件包括兩個相対的基本不平行的縱向壁以及另外兩個基本縱向的壁，這些壁具有遠端和近端，其中，遠端面向流動定位在翼面(或改型翻新裝置)的表面處。可選地，這些縱向壁在它們的遠端處通過遠端橫向壁連接，該橫向壁例如可以基本平行于翼面表面。可選地，在遠端橫向壁中形成孔，以用于釋放所產生的渦旋。可替代地，如果這些縱向壁中的至少兩個彼此足夠靠近地設置，那么就矩形的腔而言，在如上所述的遠端處不存在橫向壁。在一些實施方式中，縱向壁在它們的近端處彼此連接，可選地通過結合元件連接。可選地，結合元件為粘膠劑或其他類型的結合裝置。可替代地，結合元件為用于使縱向壁的近端彼此連接的近端縱向壁。例如，當縱向壁是矩形的并且矩形的區域彼此面對時，結合元件可能是優選的。在一些實施方式中，楔形件的縱向壁中的ー個或兩個包括有源元件，諸如壓電致動器或磁致動器或任何其他能夠在腔中產生振蕩壓カ的裝置。該有源元件優選地安裝在楔形件的不平行的相對壁上。本發明的一些實施方式的ー個方面涉及流體動カ裝置或空氣流體動カ裝置的表面，該流體動カ裝置或空氣流體動カ裝置包括ー個以上的根據上文和下文所述的實施方式的振蕩渦旋發生器。可選地，該表面為翼面，諸如飛機機翼或風カ渦輪機的葉片。在本發明的一些實施方式中，振蕩渦旋發生器定位為使得振蕩渦旋發生器的角度垂直于流動方向。可替代地，振蕩渦旋發生器可定位成與流動方向成一角度，如本領域中已知。例如，如在航空航天科學與技術10 (2006) 175-180Yehoshua和Seifert的“使用振蕩渦旋發生器的主動邊界層激流”或航空報2006年7月397-417YehoShua和Seifert的“邊界條件對靜止空氣中的一系列旋渦偶的演變的影響”中所描述的，將其公開內容通過引證結合于此。如本文中所提到的“振蕩渦旋發生器的角度”是指振蕩渦旋發生器的中線與翼面或改型翻新裝置的面向流動的表面之間的角度。中線是指介于縱向壁之間與這些壁等距的基本縱向的平面。振蕩渦旋發生器的這些位置應于上文描述的和下文詳述的本發明的所有方面。在詳細解釋本發明的至少ー個實施方式之前，應理解的是，本發明并不一定將其應用限制于以下描述中闡述的和/或附圖中圖示的部件和/或方法的構造和布置的細節。本發明能夠具有其他實施方式，或者以各種方式實踐或執行。現在參考附圖，圖I示出了根據本發明的一些實施方式的改型翻新裝置100。如圖中所示的，改型翻新裝置100安裝在風カ渦輪機葉片110上。應指出的是，根據本發明的各種實施方式的改型翻新裝置適于安裝在位于任何流動相關系統外部或內部的任何表面上，諸如空氣動カ表面或流體動カ表面，包括飛機機翼、機身、直升機槳葉以及風カ渦輪機葉片。改型翻新裝置100優選地提供改變流動的能力。改型翻新裝置100可安裝至葉片的表面或其他在操作期間具有流動分離可能性的表面上，例如風カ渦輪機的葉片。改型翻新裝置100的后表面102的形狀優選地符合葉片110的上表面的形狀，該上表面的形狀可選地為彎曲的。根據ー些實施方式，改型翻新裝置100 (或后表面102)包括緊固件，以將裝置100附接至翼面110。可選地，裝置100設計為覆蓋整個翼面(未示出)的套。可替代地，緊固件包括螺釘、粘膠劑、磁體、硅、帶或任何其他適當的附接裝置。優選地，裝置100由耐用的并抵抗流動(諸如氣流)和環境影響的材料制成。改型翻新裝置100可選地適于安裝在已經存在并安裝的空氣流體動カ裝置的表面上，而不需要對空氣流體動カ裝置和翼面做出重大設計修改。 優選地，改型翻新裝置100薄得以致其基本不會增加翼面的橫截面。可選地，裝置100的厚度可在葉片110的弦的1%至10%之間。例如，裝置100的厚度可在Imm至5cm之間。可選地，裝置100較輕并基本不會增加翼面110的重量。改型翻新裝置100提供對風カ渦輪機葉片或其他空氣動カ表面或流體動カ表面上的流動(諸如氣流)的控制。該流動在圖中用箭頭120表示。改型翻新裝置100包括ー個以上的振蕩渦旋發生器130，以用于在葉片的表面附近產生渦旋。所產生的渦旋可選地有助于增加邊界層上的湍流、表面摩擦、質量、動量和/或熱傳遞。可選地，所產生的渦旋在不穩定流動和穩定流動兩者中改善啟動性能和對干凈及被污染的表面的操作。振蕩渦旋發生器可為本領域中已知的任何振蕩渦旋發生器或ー個以上的圖2-圖4中示出的并在下文中描述的振蕩渦旋發生器。改型翻新裝置100可包括ー種以上類型的振蕩渦旋發生器。振蕩渦旋發生器130可選地與裝置100的前表面104處的開ロ定位在一起。可選地，振蕩渦旋發生器與前表面104的角度在10°至170°之間(即，在面向流動或穿過流動的10°上游或下游之間)，或者例如，垂直于前表面104或者垂直于流動方向120。可選地，改型翻新裝置100還包括適于感測流動狀態的傳感器140。傳感器140優選地面向流動定位在前表面104上。可選地，基于感測的流動來控制壁附近的渦旋的量。當傳感器判定壁附近的渦旋較少(表明可能出現分離)時，増加通過渦旋發生器引入的渦旋。可選地，改型翻新裝置100還包括控制器150，以用于例如根據從傳感器接收的或與任何傳感器測量無關的輸入來控制由振蕩渦旋發生器產生的振蕩渦旋。在一些實施方式中，一個控制器控制多個振蕩渦旋發生器。可替代地，每個振蕩渦旋發生器具有一単獨的控制器。每個控制器150可接收來自ー個以上的傳感器140的輸入。在一些實施方式中，改型翻新裝置100包括用于線和管的凹槽或管道135，以用于提供與振蕩渦旋發生器130和/或傳感器140和/或控制器150的連接、和/或振蕩渦旋發生器和/或傳感器和/或控制器之間的連接。可選地，管道135還用于將電カ連接至裝置100的部件。管道135被示出為環繞振蕩渦旋發生器130，該管道還可為振蕩渦旋發生器130自由振蕩提供空間。然而，應指出的是，根據示例性實施方式，管道135可在改型翻新裝置100中以及在相對于翼面110的表面的任何方向中位于任何位置。圖2A和圖2B為根據本發明的一些實施方式的振蕩渦旋發生器200的橫截面的示意圖。振蕩渦旋發生器200包括具有連接至翼面220的表面的遠端的兩個相對的縱向壁210。諸如橫向壁或插件(plug) 230的連接件在這些壁的近端處連接壁210。與圖的平面平行的壁(未示出)封閉腔。壁210優選地基本平行，以形成矩形的振蕩渦旋發生器，但是其他形狀也是可行的。在一些實施方式中，振蕩渦旋發生器200為通過螺釘固定或結合至翼面表面220的一體式部件。可選地，如圖2A所示，振蕩渦旋發生器200的角度為基本垂直于表面220，例如，約90° ±30°。可替代地，可使用任何其他適當的角度。例如，圖2B示出了以一角度定位的振蕩渦旋發生器200。示出了振蕩渦旋發生器200的中線226，中線226的左側與表面220之間具有角度224，中線226的右側與表面220之間具有角度222。在圖2B中，角度224和222在大小上基本不同。角度222和224每個可在10°與170°之間變化。根據本發明的實施方式，壁210可具有相同或不同的長度。與近垂直安裝相比，使用較小的角度(224或222)通常要求翼面或改型翻新裝置中的深度較小。在現有技術中，振蕩渦旋發生器在通向翼面的外部的一端處具有橫向壁，并具有小孔或狹槽，以用于形成腔并用于釋放翼面表面處的渦旋。現有技術認為，需要六個壁來形成共振腔，以提供大量具有低輸入動力的渦旋和小振幅壁位移。本申請的發明人已發現，如果縱向壁210彼此足夠靠近地設置，那么即使在連接至翼面表面220的遠側處沒有穿孔壁也將產生渦旋。與圖的平面平行的壁可進ー步分開。因此，在通向翼面的外部的一端處在兩個縱向壁210之間形成開ロ 240，允許氣流250從此流過。在不受任何理論限制的情況下，本申請人認為，當開ロ 240足夠小時，開ロ處的空氣運動產生足夠的對流動的阻力，以借助于其對流動的阻力來形成共振腔270。開ロ240 (或壁210之間的距離)可選地在約0. Imm至IOmm之間大，優選地在0. 5mm至I. 5mm之間，諸如1mm。應指出的是，壁210之間的小距離導致相對小的振蕩渦旋發生器200，該振蕩渦旋發生器可安裝在小裝置中或者安裝在小裝置上，該小裝置諸如圖I所示的改型翻新裝置100，尤其當與翼面表面成一角度地安裝吋。可選地，振蕩渦旋發生器200在3mm至IOmm之間厚、在IOmm至60mm之間長、且在IOmm至60mm之間深。可選地，縱向壁210中的一個或兩個上安裝有有源元件，例如壓電致動器215。在一些實施方式中，致動器215為磁致動器。致動器215可選地由彼此附接的兩個相對的且相匹配的部分組成。致動器215用于在渦旋發生器內產生壓カ變動，這導致在開口外部產生渦旋260，以用于控制表面220上的流動。當將交流電壓施加于致動器215時，腔270的容積改變，并且在腔270內部產生振蕩壓力。在一些實施方式中，致動器215在腔的共振期間或這附近產生振蕩壓力。致動器215可選地在IOOHz至5KHz之間的頻率下起作用。可選地，致動器215由控制器控制，如以上關于圖I所示出和詳述的。致動器215優選地同相地且在相同的頻率下操作，以用于獲得最大動量。然而，在一些實施方式中，致動器215在不同的頻率下操作，以產生復雜的波形。可替代地，為致動器215提供振幅或脈沖調制信號。
在一些實施方式中，致動器215相對薄并基本不會增加振蕩渦旋發生器200的厚度(或直徑)。可選地，致動器215具有約0. 5mm的厚度。
圖3A至圖3C為根據本發明的另ー示例性實施方式的振蕩渦旋發生器300的橫截面的示意圖。振蕩渦旋發生器300包括兩個縱向壁310，這兩個壁優選地彼此不平行，以形成楔形的形狀。可選地，諸如橫向壁330的結合元件在楔形件的窄側處定位在壁310之間。可替代地，壁310在楔形件的窄側處彼此附接，如圖3C所示。諸如粘膠劑390的結合元件使壁310的近端彼此連接。在一些實施方式中，橫向壁380在楔形件的寬側處連接在壁310之間。可選地，壁380為流體動カ表面或空氣動カ表面，諸如翼面。可替代地，壁380附接至流體動カ表面或空氣動カ表面。設置壁380中的開ロ 340以釋放腔中的渦旋。氣流350流過開ロ 340。可選地，當壁310彼此足夠靠近地定位時，無需橫向壁380，并且開ロ 340為位于距離壁310—距離處的開ロ。振蕩渦旋發生器300的楔形形狀可選地導致相對小的振蕩渦旋發生器，該相對小的振蕩渦旋發生器適于安裝在小流體動カ表面或空氣動カ表面中或者安裝在如圖I所示 的改型翻新裝置中。在一些實施方式中，如圖3A所示，振蕩渦旋發生器300定位為使得振蕩渦旋發生器300的角度基本垂直于橫向壁或表面380，即，每個壁310與表面380的之間的角度基本相等。可替代地，如圖3B所示，例如，渦旋發生器300與表面380成一角度地定位。圖3B中的角度382和384表示發生器300的中線386相對于表面380的角度。角度382和384可在10°與170°之間變化。可選地，角度382和384基本不同。可選地，壁310具有相同的長度。可替代地，壁310具有不同的長度。雖然圖3A至圖3C示出了楔形的腔370，并且其寬側面向表面380，但是在本發明的一些實施方式中，楔形的腔370定位成使得其窄側面向表面380。致動器315安裝在壁310中的ー個或兩個上。致動器315適于產生渦旋360并可選地與以上關于圖2所示出并描述的致動器215相似。圖4為根據本發明的一示例性實施方式的振蕩渦旋發生器400的側視圖。示出了 壁410，其具有附接于此的有源元件415，該有源元件可選地具有圓盤的形狀。壁410可選地與分別在圖2或圖3中示出的壁210或310相似。振蕩渦旋發生器400還包括使壁410與和壁410相對地定位的相似壁連接的兩個縱向壁420。振蕩渦旋發生器400可選地還包括近端橫向壁430，以用于在它們的近端處連接壁410和420。可替代地，壁430可為任何其他類型的結合裝置，諸如粘膠劑或硅。可選地設置遠端壁480，以用于在它們的遠端處連接壁410和420。可替代地，遠端壁480可為連接壁410和420的流體動カ表面或空氣動カ表面。在一些實施方式中，例如如圖2所不,不存在遠端壁480。圖5為根據本發明的一些實施方式的流體動カ表面或空氣動カ表面500的不意圖。可選地,流體動カ表面或空氣動カ表面500為翼面。翼面500包括面向標記為箭頭520的流動的上(或“吸入”)表面504。可選地，ー個以上的振蕩渦旋發生器530定位在上表面504處或這附近。可選地，ー個以上的振蕩渦旋發生器530為根據關于圖2所示出并描述的實施方式的振蕩渦旋發生器。可替代地或另外地，ー個以上的振蕩渦旋發生器530為如關于圖3所示出并描述的楔形的振蕩渦旋發生器。可選地，翼面500還包括適于感測流動狀態的ー個以上的傳感器540。傳感器540優選地面向流動定位在上表面504上。可選地，翼面500還包括控制器550，以用于例如根據從傳感器540接收的或與任何傳感器測量無關的輸入來控制由振蕩渦旋發生器530產生的振蕩渦旋。在一些實施方式中，一個控制器控制多個振蕩渦旋發生器。可替代地，每個振蕩渦旋發生器具有一単獨的控制器。每個控制器550可接收來自ー個以上的傳感器540的輸入。圖6為根據本發明的一些實施方式的具有ー個以上的機翼610的飛機600的不意圖。可選地，ー個以上的機翼610包括根據 關于圖I所不出并描述的ー個以上的實施方式的改型翻新裝置。可替代地或另外地，ー個以上的機翼610為根據關于以上的圖5所示出并描述的ー個以上的實施方式的翼面。為了清晰起見，在圖中沒有示出改型翻新裝置和/或振蕩渦旋發生器。圖7為根據本發明的一些實施方式的具有ー個以上的葉片710的風カ渦輪機700的示意圖。可選地，ー個以上的葉片710包括根據關于圖I所示出并描述的ー個以上的實施方式的改型翻新裝置。可替代地或另外地，ー個以上的葉片710為根據關于以上的圖5所示出并描述的ー個以上的實施方式的翼面。為了清晰起見，在圖中沒有示出改型翻新裝置和/或振蕩渦旋發生器。術i吾“包括(comprises)”、“包括(comprising)”、"包含(includes)”、“包含(including)”,具有(having)”及其同根詞意指“包括但不限干”。術語“由…組成(consisting of )”意指“包括但不限干”。術語“主要由…組成(consisting essentially of )”意指成分、方法或結構可包含另外的配料、步驟和/或部件，但是只有在另外的配料、步驟和/或部件不會從實質上改變所要求保護的成分、方法或結構的基本特性和新穎特性的情況下。如本文中所使用的，単數形式“一(a)”、“一(an)”和“該(the)”包括復數引用，除非本文中另有明確指出。例如，術語“一致動器”或“至少ー個致動器”可包括多個致動器。貫穿本申請，本發明的各種實施方式可以范圍形式呈現。應理解的是，范圍形式的描述僅為了方便和簡潔，而不應被視為是對本發明范圍的硬性限制。因此，對范圍的描述應被視為已具體公開了所有可行的子范圍以及該范圍內的各個數值。例如，諸如從I到6的對范圍的描述應被視為已具體公開了諸如從I到3、從I到4、從I到5、從2到4、從2到6、從3到6等的子范圍以及該范圍內的各個數字，例如I、2、3、4、5和6。不論范圍的廣度，這都適用。每當本文中指出一數字范圍時，意指包含指出的范圍內的任何引用的數字(分數或整數)。措詞“在第一指出數字與第二指出數字之間”以及“從第一指出數字到第二指出數字”在本文中可互換地使用并意指包括第一和第二指出數字以及它們之間的所有分數和整數數字。應理解的是，為了清晰起見，在単獨的實施方式的情形中描述的本發明的某些特征也可組合地提供在單個實施方式中。相反地，為了簡潔起見，在單個實施方式的情況下描述的本發明的各種特征也可単獨地或以任何適當的子組合提供，或者適當地提供在本發明的任何其他所描述的實施方式中。在各種實施方式的情況下描述的某些特征不應被視為是那些實施方式的基本特征，除非沒有這些要素，該實施方式無效。雖然已結合其具體實施方式
描述了本發明，但是顯然，許多替換、修改和變型對于本領域技術人員而言將是顯而易見的。因此，g在涵蓋落入所附權利要求的精神和廣義范圍內的所有這些替換、修改和變型。將本說明書中所提到的所有公開、專利、以及專利申請整體通過引證結合到本說明書中，直至與好像具體地且單獨地說明每個單獨的公開、專利或專利申請以通過引證結 合于此相同的程度。此外，本申請中的任何參考文獻的引用或識別都不應被解釋為承認此參考文獻可作為現有技術而用于本發明。就使用章節標題來說，它們不應被視為是必需的限制。
權利要求
1.一種用于控制一兀件的一空氣動力表面或流體動力表面上的流動的振蕩潤旋發生器裝置，所述振蕩渦旋發生器裝置包括 兩個主壁和兩個其他壁，所述兩個主壁彼此相對地定位，形成第一對壁，這四個壁每個均具有近端和遠端，所述遠端連接至一空氣動力表面或流體動力表面； 連接件，在所述壁的近端處連接所述壁；以及 處于所述空氣動力表面或流體動力表面中的一開口，所述開口基本與所述兩個主壁和所述兩個其他壁鄰近。
2.根據權利要求I所述的裝置，其中，所述兩個主壁中的一個上安裝有壓電致動器。
3.根據權利要求I或2所述的裝置，其中，所述兩個主壁中的每個上均安裝有壓電致動器。
4.根據權利要求1-3中任一項所述的裝置，其中，所述主壁之間的距離在O.Imm到IOmm之間。
5.根據權利要求1-4中任一項所述的裝置，其中，所述主壁之間的距離在O.5mm到I.5mm之間。
6.根據權利要求1-5中任一項所述的裝置，其中，所述主壁之間的距離約為1mm。
7.根據權利要求1-6中任一項所述的裝置，其中，所述兩個主壁是基本平行的。
8.根據權利要求1-6中任一項所述的裝置，其中，所述兩個主壁是基本不平行的。
9.根據權利要求1-8中任一項所述的裝置，其中，所述空氣動力表面或流體動力表面為一翼面。
10.一種用于控制一空氣動力表面或流體動力表面上的流動的楔形的振蕩潤旋發生器裝置，所述振蕩渦旋發生器裝置包括 兩個主壁和兩個其他壁，所述兩個主壁彼此相對地定位，形成第一對壁，這四個壁具有近端和遠端，所述遠端定位在一空氣動力表面或流體動力表面處； 連接件，在所述壁的近端處連接所述壁；以及 至少一個壓電致動器，安裝在所述主壁中的至少一個上。
11.根據權利要求1-10中任一項所述的裝置，其中，所述連接件包括近端壁。
12.根據權利要求10所述的裝置，其中，所述振蕩渦旋發生器裝置還包括在所述主壁的遠端處連接所述主壁的結合元件。
13.根據權利要求12所述的裝置，其中，所述結合元件包括粘膠劑。
14.根據權利要求10-13中任一項所述的裝置，其中，所述主壁是基本不平行的。
15.一種用于一空氣動力表面或流體動力表面的改型翻新裝置,所述改型翻新裝置包括 前表面和后表面，所述后表面適于安裝在一空氣動力表面或流體動力表面上； 一個以上的與所述前表面相關聯的振蕩渦旋發生器裝置；以及 緊固件，適于將所述改型翻新裝置附接至一現有的空氣動力表面或流體動力表面。
16.根據權利要求15所述的裝置，其中，所述緊固件包括適于安裝在所述空氣動力表面或流體動力表面上的套筒。
17.根據權利要求15或16所述的裝置，其中，所述緊固件包括螺釘、粘膠劑、磁體或硅。
18.根據權利要求15-17中任一項所述的裝置，其中，所述振蕩渦旋發生器裝置中的至少一個為根據權利要求I至13中任一項所述的振蕩渦旋發生器裝置。
19.一種用于一空氣動力表面或流體動力表面的改型翻新裝置,所述改型翻新裝置包括 前表面和后表面，所述后表面適于安裝在一空氣動力表面或流體動力表面上； 一個以上的根據權利要求1-13中任一項所述的振蕩渦旋發生器裝置。
20.根據權利要求15-19中任一項所述的裝置，還包括一個以上的用于感測所述空氣動力表面或流體動力表面上的流動的傳感器。
21.根據權利要求15-20中任一項所述的裝置，還包括一個以上的用于控制所述振蕩渦旋發生器裝置的控制器。
22.根據權利要求15-21中任一項所述的裝置，還包括位于所述前表面下方的管道，以將動力連接至所述振蕩渦旋發生器裝置。
23.一種葉片，所述葉片安裝有一個以上的根據權利要求15-22中任一項所述的改型翻新裝置或一個以上的根據權利要求1-13中任一項所述的振蕩渦旋發生器裝置。
24.一種風力渦輪機，所述風力渦輪機具有多個風力渦輪機葉片，所述風力渦輪機葉片中的一個以上的風力渦輪機葉片為根據權利要求23所述的葉片。
25.—種具有一空氣動力表面的飛機,所述表面安裝有一個以上的根據權利要求15-22中任一項所述的改型翻新裝置或一個以上的根據權利要求1-13中任一項所述的振蕩渦旋發生器裝置。
26.根據權利要求15-25中任一項所述的裝置，其中，所述振蕩渦旋發生器裝置中的至少一個振蕩渦旋發生器裝置的角度垂直于所述空氣動力表面或流體動力表面。
27.根據權利要求15-26中任一項所述的裝置，其中，所述振蕩渦旋發生器裝置中的至少一個振蕩渦旋發生器裝置與所述表面的角度在10°到170°之間。
28.根據權利要求15-27中任一項所述的裝置，其中，所述振蕩渦旋發生器裝置中的至少一個振蕩渦旋發生器裝置適于產生渦旋，以用于增加所述空氣動力表面或流體動力表面上的湍流。
全文摘要
一種用于控制元件(110)的空氣動力表面或流體動力表面(104)上的流動的振蕩渦旋發生器裝置，振蕩渦旋發生器裝置(130)包括兩個主壁和兩個其他壁，這兩個主壁彼此相對地定位，形成第一對壁，這四個壁每個均具有近端和遠端，遠端連接至一空氣動力表面或流體動力表面；連接件，在壁的近端處連接壁；以及處于空氣動力表面或流體動力表面中的一開口，該開口基本與兩個主壁和兩個其他壁鄰近。
文檔編號B64C21/02GK102712360SQ201080058915
公開日2012年10月3日 申請日期2010年11月23日 優先權日2009年12月21日
發明者伊蘭·福諾, 奧克薩納·施塔爾諾瓦, 維克托·特羅申, 維塔利·帕列伊, 艾薩克·達揚, 阿夫拉漢姆·塞弗特, 馬奧爾·哈伊·阿夫南 申請人:雷蒙特亞特特拉維夫大學有限公司