[发明专利]一种相位可调的组合式射流振荡器

说明书

本发明公开了一种相位可以调节的组合式射流振荡器，包括上下两个射流振荡器，两者共用一个公共反馈通道；所述公共反馈通道的流通空间结构可变，通过改变公共反馈通道的流通空间结构，控制上、下射流振荡器内射流偏转的方向。本发明可以通过调节弹性壁面的不同状态，使一股入射主流经组合式射流振荡器分为两股在上下振荡腔内偏转方向一致或相反的射流，同时在两个出口产生摆动方向一致或相反的扫掠射流，满足流体控制等领域对特定射流的需求。

技术领域

本发明涉及一种相位可以调节的组合式射流振荡器。当两个弹性壁面不伸出时，两个振荡腔内主射流偏转方向一致，同时在两个出口产生摆动方向一致的扫掠射流。而当两个弹性壁面伸出时，可以使两个振荡腔内主射流偏转方向相反，同时在两个出口产生摆动方向相反的扫掠射流。

背景技术

射流振荡器是一种不需要任何移动部件就能产生空间振荡射流的流体部件，其振荡效果是由其特殊的空间构型自诱导产生的，只需要在进口端提供稳定的压力供给便能产生持续稳定的扫荡射流。近年来，许多学者研究发现，射流振荡器在噪音，燃烧，流动分离，和阻力控制方面有很大的利用空间。流体振荡器的形式有很多种，根据其内部结构的不同特点，可分为附壁式，射流作用式，腔体共鸣式等类型。附壁式流体振荡器的工作原理可以基本概括为，射流进入振荡腔后，由于科恩达效应而附着于一侧壁面上，当射流完全附着时，部分流体进入反馈通道，在振荡腔入口处与主流发生作用，迫使主流向另一侧偏转，如此周而复始，在出口处形成扫掠射流。本发明是一种组合结构的附壁式射流振荡器。

鉴于其结构简单、可操作频率宽且具有自激励-自维持等特性，已在诸多工程技术领域得到应用。例如：射流振荡器常应用于流体振动流量计，这种流体振动流量计利用了射流振荡器内流体振动频率只与流速有关的规律，用于测量流体流量。射流振荡器也可用于气波制冷机，将射流振荡器的脉冲射流输出到接受管中，在管内产生冲击波，使得管内气体压力和温度升高，高温气体通过翅片将热量传出，使得射流本身温度大大降低，达到制冷效果。基于流体振荡器(Fluidic Oscillator)或扫描射流激励器(Sweeping Jet Actuator)的流动主动控制是目前关注的一种新型流动控制方式。例如，利用射流振荡器产生的扫掠射流或非定常脉冲射流破坏边界层，使得主流提前转捩，可以达到控制分离的效果。在航空宇航科学技术领域，射流振荡器在流动减阻、翼型升力提高、射流强化混合和喷管矢量控制等方面具有广阔的应用前景。

关于射流振荡器的第一篇专利是Warren在1962年发表的“Negative FeedbackOscillator”，由于射流振荡器和很多领域都有良好的结合性，此后关于射流振荡器的专利层出不穷。本发明设计了一种相位可以调节的组合式射流振荡器。当弹性壁面不伸出时，两个振荡腔内主射流偏转方向一致，同时在两个出口产生摆动方向一致的扫掠射流。而弹性壁面伸出时，可以使两个振荡腔内主射流偏转方向相反，同时在两个出口产生摆动方向相反的扫掠射流。

发明内容

本发明设计了一种相位可以调节的组合式射流振荡器。通过作动机构控制弹性壁面的伸缩，可以达到一股入射主流经组合式射流振荡器的作用形成两股摆动方向一致或相反的扫掠射流的效果。

如图1和图2所示，两个附壁式射流振荡器共用一个公共反馈通道，公共反馈通道两端分别设置弹性壁面和作动机构。整个射流振荡器沿中轴线对称分布，高压流体从振荡器入口段流入振荡腔，流体在科恩达效应的作用下附壁面贴壁流动，经过内部特殊结构的作用，最终在出口形成两股摆动方向一致或相反的扫掠射流。图3和图4为弹性壁面不伸出时作动机构位置示意图，图5和图6为弹性壁面伸出时作动机构位置示意图。

两个射流振荡腔的底板上分别设置凹槽和滑动锁块，所述作动机构为能够沿凹槽滑动的矩形挡板，两个矩形挡板初始位置分别位于公共反馈通道两端；工作时，作动机构在外力作用下推着弹性壁面向公共反馈通道内部移动，到达设计位置后滑动锁块下移，抵住矩形挡板的末端，防止弹性壁面将其弹回初始位置。