[发明专利]主被动组合流动控制方法与装置

说明书

本申请涉及流动控制技术领域的一种主被动组合流动控制装置和方法。所述装置包括：被动流动控制发生器、主动流动控制作动器以及驱动单元，驱动单元接收外部控制设备发送的控制指令，根据控制指令，驱动被动流动控制发生器以及主动流动控制作动器工作，其中，控制指令是外部控制设备根据被控设备当前的流场参数以及被动流动控制发生器和主动流动控制作动器的排布参数生成的。通过本装置可以实现流动控制的宽包络以及变工况的效果。

技术领域

本申请涉及流动控制技术领域，特别是涉及一种主被动组合流动控制装置和方法。

背景技术

流动在工程实际中会产生一系列问题，例如：飞行器阻力偏大会导致能耗过高、燃油成本上升，在不同飞行工况下飞行器还有失速、升阻比小的问题；高铁、汽车行驶时会遭遇升力脉动剧烈、侧风稳定性不足的问题；高层建筑也面临风荷载和风致振动偏大等问题。

流动控制技术是解决以上问题的重要手段，采用高效的流动控制技术能够达到减小阻力、增加升力、减小脉动升力、提高稳定性、减小风致振动等目标，最终解决一系列工程实际问题。流动控制技术可分为主动流动控制技术与被动流动控制技术。被动流动控制技术不需要格外注入能量，具有控制简单、易于实现的优点，但被动流动控制的适应面窄，较难实现宽包络、变工况条件下的高效控制；主动流动控制通过调整控制参数，在控制效果上更为精准，也拥有更宽广的控制域，但是导致控制系统更加复杂。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决被动流动控制变工况能力差以及主动流动控制复杂的主被动组合流动控制装置和方法。

一种主被动组合流动控制装置，所述装置包括：

被动流动控制发生器、主动流动控制作动器以及驱动单元；

所述驱动单元接收外部控制设备发送的控制指令，根据所述控制指令，驱动所述被动流动控制发生器以及所述主动流动控制作动器工作；其中，所述控制指令是外部控制设备根据被控设备当前的流场参数以及所述被动流动控制发生器和所述主动流动控制作动器的排布参数生成的。

在其中一个实施例中，还包括：当所述被动流动控制发生器和所述主动流动控制作动器采用分离式排布时，外部控制设备采集所述被动流动控制发生器与其对应的所述主动流动控制作动器的间距参数，所述外部控制设备根据所述间距参数生成所述排布参数。

在其中一个实施例中，还包括：当所述被动流动控制发生器和所述主动流动控制作动器采用一体式排布时，外部控制设备确定所述被动流动控制发生器与其对应的所述主动流动控制作动器的一体式排布信息；外部控制设备根据所述一体式排布信息确定所述排布参数。

在其中一个实施例中，还包括：所述主动流动控制作动器用于向被控设备对应的流场中主动注入能量，以此改变被控设备当前的流场参数。

在其中一个实施例中，还包括：所述主动流动控制作动器包括：合成射流激励器、合成双射流激励器、等离子体激励器、定常吸气装置、定常吹气装置、非定常脉冲吸气装置以及非定常脉冲吹气装置。

在其中一个实施例中，还包括：所述被动流动控制发生器包括：鼓包、尖劈、粗糙元、涡流发生器、凹槽、凸肋、干扰圆柱、扰流板以及导流板。

一种基于主被动组合流动控制装置的流动控制系统，包括：若干主被动组合流动控制装置，若干所述主被动组合流动控制装置采用正列、错列和/或混列的方式设置于被控设备上。

一种主被动组合流动控制方法，所述方法包括：

接收外部控制设备的控制指令，所述控制指令是外部控制设备根据被控设备当前的流场参数以及所述被动流动控制发生器和所述主动流动控制作动器的排布参数生成的；

根据所述控制指令，开启所述被动流动控制发生器的定量控制，以及开启所述主动流动控制作动器的时序控制；