[发明专利]一种应用于叶轮流动控制的仿生组合结构

说明书

本发明公开了一种应用于叶轮流动控制的仿生组合结构。该应用于叶轮流动控制的仿生组合结构包括叶片上类贝壳纹褶皱结构、叶顶类鸟头结构或叶片上类鲸鱼皮沟槽结构的一种或多种，三种结构根据不同流动控制需要，单独或组合应用于风叶。该应用于叶轮流动控制的仿生组合结构具有提高结构强度，促进气体有序集中流动，抑制气体过早分离，降低噪音，控制气体流动导向，控制叶轮变形方向和幅度。可应用于不同类型的轴流、离心、斜流（混流）等叶轮结构中。

技术领域

本发明涉及风机技术领域，尤其涉及了一种应用于叶轮流动控制的仿生组合结构。

背景技术

在风机领域，风机运行过程中不可避免的产生噪音，如何不损失性能的情况下，降低噪音是一直努力的方向。噪音在叶片上的产生往往伴随着湍流、乱流、叶顶泄露流等等，主要集中在叶片顶部、叶片前缘、叶片尾缘等，在叶片顶部因为存在叶顶间隙，不可避免的存在泄露流，使得噪音的产生，如何减少泄露流使得气流流动顺畅是一个问题；在叶片前缘后尾缘位置也会产生较大的湍流、分离流等，在叶片旋转、共振等其他问题的促进下，使得噪音加速产生，此外这些不被期望的二次流动不仅产生噪音，也对风机的其他性能造成负面影响。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明设计了一种应用于叶轮流动控制的仿生组合结构。

本发明采用如下技术方案：

一种应用于叶轮流动控制的仿生组合结构，包括叶片上类贝壳纹褶皱结构、叶顶类鸟头结构或叶片上类鲸鱼皮沟槽结构的一种或多种，三种结构根据不同流动控制需要，单独或组合应用于风叶。

作为优选，所述叶片上类贝壳纹褶皱结构设置于叶片尾缘位置，叶顶类鸟头结构设置于风叶叶顶位置，叶片上类鲸鱼皮沟槽结构设置于叶片前缘位置。叶片上类贝壳纹褶皱结构包括但不仅限于应用在叶片尾缘位置，叶顶类鸟头结构一般应用于叶轮叶顶位置，叶片上类鲸鱼皮沟槽结构包括但不仅限于应用在叶片前缘位置，三种结构可以单独应用于叶轮，也可以多个组合应用于叶轮。

作为优选，所述叶片上类贝壳纹褶皱结构属于立体结构，在横向和纵向平面上具有波浪形状，自然过渡至叶片周边，形成类贝壳纹褶皱的凹凸不平的表面。

作为优选，所述叶片上类贝壳纹褶皱结构是波浪形状结构，其典型的波浪形状是在横向和纵向上的波浪形状满足正弦曲线公式A为振幅，D为风轮直径；ω为角速度，为初相，k为偏距，单位毫米。

作为优选，所述叶片上类贝壳纹褶皱结构的典型的波浪形状在横向和纵向上，由一个正弦曲线公式控制或由多个不同正弦曲线公式各自控制一段曲线，最后一个或多个不同正弦曲线公式控制的波浪光滑过渡成一根完整波浪曲线。

作为优选，所述叶顶类鸟头结构属于立体结构，位于风叶叶顶，具有从风叶压力面弯向吸力面的翻边，呈类鸟头形状。

作为优选，所述叶顶类鸟头结构在风叶叶尖与前缘圆滑过渡，叶尖圆滑段到翻边初始位置最大弦向距离为a，单位毫米。

作为优选，所述叶顶类鸟头结构的翻边结尾处到翻边尾巴最远处的径向距离为b，单位毫米。

作为优选，所述叶顶类鸟头结构的由压力面向吸力面的翻边最大折弯高度为 h,单位毫米。

作为优选，所述叶顶类鸟头结构在叶尖到翻边初始处上截面最大厚度为Tmax，翻边末尾截面最小厚度为Tmin，单位毫米。

作为优选，所述叶片上类鲸鱼皮沟槽结构为条状沟槽，根据风叶流动特性情况，条状沟槽的沟截面半径、凹坑深度、沟槽间距、沟槽数量、长短、分布方式因需要而调整。

作为优选，所述叶片上类鲸鱼皮沟槽结构的条状沟槽截面为圆的一部分圆弧，最大圆弧半径为单位毫米。

作为优选，所述叶片上类鲸鱼皮沟槽结构的条状沟槽最大凹坑深度为t，单位毫米。