Обтекаемая поверхность



Обтекаемая поверхность
Обтекаемая поверхность
Обтекаемая поверхность
Обтекаемая поверхность

 


Владельцы патента RU 2518994:

БЕЛОЦЕРКОВСКИЙ Андрей Николаевич (RU)

Изобретение относится к аэрогидродинамике и может быть использовано в машиностроении при проектировании корпусов, в текстильной промышленности при изготовлении костюмов для спорта, при строительстве трубопровода для снижения трения жидкости или газа, а также в других областях промышленности. Обтекаемая поверхность 1 содержит выступающие элементы в виде зубцов 2, которые выполнены пирамидообразными или конусообразными, а вершина всех зубцов 2 загнута в одну сторону. Достигается снижение гидродинамического сопротивления среды. 8 з.п. ф-лы, 4 ил.

 

Область техники.

Заявленное изобретение относится к аэрогидродинамике и может быть использовано в машиностроении при проектировании корпусов, в текстильной промышленности при изготовлении костюмов для спорта, при строительстве трубопроводов для снижения трения жидкости или газа, а также в других областях промышленности.

Предшествующий уровень техники.

Из уровня техники известна кожа акул, состоящая из чешуек, представляющих собой ромбические пластинки, которые заканчиваются шипом, выступающим из кожи наружу. По строению и прочности чешуя близка к костям, что дает повод называть ее кожными зубчиками. Зубчики эти имеют широкое основание, приплюснутую форму и очень рельефно очерченную коронку. В большинстве своем коронки очень остры и плотно прилегают друг к другу. Ярко выраженные рельефные выступы на этих зубчиках у акулы дают коже гидродинамический эффект («Кожа акулы», интернет-ресурс [1]). Недостатком является сложность в заготовке и обработке акульей кожи, а также негуманность заготовки акульей кожи, которая связана с уничтожением акул.

Наиболее близким аналогом является покрытие для гидрокостюмов («Новые олимпийцы: «акулья кожа» и очки на клею», интернет-ресурс [2]). на поверхности которого находятся многочисленные зубчики и желобки, расположенные между рядами петель. Эти зубчики уменьшают сопротивление воды движению тела. Недостатком данного покрытия является то, что оно использует прямые зубцы, которые неэффективно гасят турбулентные завихрения.

Раскрытие изобретения.

Техническим результатом заявленного изобретения является снижение гидродинамического сопротивления среды.

Сущность изобретения состоит в том, что обтекаемая поверхность содержит выступающие элементы в виде зубцов. При этом зубцы выполнены пирамидообразными или конусообразными, а вершина всех зубцов загнута в одну сторону.

Зубцы на обтекаемой поверхности целесообразно располагать упорядочено, преимущественно в шахматном порядке.

При выполнении обтекаемой поверхности плоской направления загнутых вершин всех зубцов выполняют преимущественно параллельными друг другу.

По другому исполнению плоской обтекаемой поверхности направления загнутых вершин зубцов в каждом ряду выполняют параллельными, а угол α между направлениями загнутых вершин зубцов в разных рядах выдерживают равным не более 10°.

По третьему исполнению плоской обтекаемой поверхности зубцы сгруппированы в две или более зон. При этом в каждой зоне направления загнутых вершин зубцов параллельны, а угол α между направлениями загнутых вершин зубцов в разных зонах составляет не более 10°.

Пирамидообразные зубцы в основании могут иметь треугольную или ромбическую форму. При этом биссектриса наименьшего острого угла основания каждого зубца предпочтительно расположена вдоль направления загиба вершины этого зубца.

Конусообразные зубцы в основании могут иметь овальную форму. При этом основание каждого зубца предпочтительно выполняют вытянутым вдоль направления загиба вершины этого зубца.

Краткое описание чертежей.

На фиг.1 представлен выступающий элемент поверхности, вид сбоку.

На фиг.2, фиг.3 и фиг.4 представлены возможные варианты структуры поверхности, соответственно с треугольным, ромбическим и овальным основаниями, вид сверху.

Осуществление изобретения.

Обтекаемая поверхность 1 содержит выступающие элементы в виде зубцов 2 пирамидообразной или конусообразной формы (фиг.1). Верхний свободный конец всех зубцов 2 загнут в одну сторону. Направления загнутых вершин 3 зубцов 2 преимущественно совпадают с направлением движения потока, обтекающего поверхность 1.

Зубцы 2 расположены на поверхности 1 упорядоченно, преимущественно в шахматном порядке. Зубцы 2, стоящие друг за другом вдоль направления движения потока, обтекающего поверхность, образуют ряд 4 (фиг.2, фиг.3).

При выполнении поверхности 1 плоской зубцы 2 могут быть выполнены так, что направления их загнутых вершин 3 в одном ряду 4 параллельны, а угол α между направлениями загнутых вершин 3 зубцов 2 в разных рядах 4 составляет не более 10°.

При выполнении поверхности 1 плоской зубцы 2 так же могут быть сгруппированы в две или более зон 5. В каждой зоне 5 направления загнутых вершин 3 зубцов 2 параллельны, а угол α между направлениями загнутых вершин 3 зубцов 2 различных зон 5 составляет не более 10°.

Зубцы 2 в основании имеют ромбическую (фиг.3), треугольную (фиг.2) или овальную (фиг.4) форму. Предпочтительно выполнять зубцы 2 так, чтобы их поперечные сечения имели ту же форму, что и основание.

При выполнении основания треугольным или ромбическим, биссектриса наименьшего острого угла основания каждого зубца 2 расположена вдоль направления загиба вершины этого зубца 2. При выполнении основания овальной формы, основание каждого зубца вытянуто вдоль направления загиба вершины этого зубца.

В частном случае выполнения изобретения загиб верхних свободных концов зубцов 2 может начинаться от основания зубцов 2.

В частном случае загиб также может быть выполнен в виде наклона зубца 2 относительно нормали к поверхности 1. При этом наклон выполнен так, что проекция верхней свободной вершины зубца 2 на поверхность 1 лежит за пределами основания зубца 2.

Порядок использования изобретения.

При использовании обтекаемую поверхность 1 ориентируют так, чтобы среда двигалась вдоль поверхности (обтекала поверхность) 1 в том же направлении, в котором загнуты вершины зубцов (фиг.1).

Зубцы 2 уменьшают турбулентные завихрения, тем самым минимизируя поверхностное трение в приграничном слое, в итоге снижая общее сопротивление среды.

Таким образом, из вышеизложенного следует, что в заявляемом изобретении заявляемый технический результат: «снижение сопротивления среды» достигается за счет того, что обтекаемая поверхность содержит выступающие элементы в виде зубцов. При этом зубцы выполнены пирамидообразными или конусообразными, а вершина всех зубцов загнута в одну сторону.

В прототипе [2] используются прямые зубчики, которые недостаточно эффективно гасят турбулентные завихрения. В заявленном изобретении этот недостаток устранен, так как в конструкции выступов предусмотрен загнутый верхний свободный конец, который, захватывая энергию обратной волны потока среды, противопоставляет ее действию атакующей волны, тем самым препятствуя образованию вихрей. В итоге увеличивается процент снижения сопротивления. Автором полезной модели изготовлен опытный образец заявленной полезной модели, испытания которого подтвердили достижение технического результата.

Промышленная применимость.

Заявленное изобретение может быть изготовлено с применением любых материалов на поверхности любой сложности и найдут широкое применение в областях промышленности где требуется снизить аэрогидродинамическое сопротивление среды.

ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ

1. Кожа акулы, http://www.mj.com.ua/leather-sharks-info.htm.

2. Новые олимпийцы: «акулья кожа» и очки на клею. http://www.membrana.ru/particle/2810.

1. Обтекаемая поверхность, содержащая выступающие элементы в виде зубцов, отличающаяся тем, что зубцы выполнены пирамидообразными или конусообразными, а вершина всех зубцов загнута в одну сторону.

2. Обтекаемая поверхность по п.1, отличающаяся тем, что поверхность плоская, а направления загнутых вершин всех зубцов параллельны друг другу.

3. Обтекаемая поверхность по п.1, отличающаяся тем, что зубцы на ней расположены в шахматном порядке.

4. Обтекаемая поверхность по п.3, отличающаяся тем, что поверхность плоская, при этом в каждом ряду направления загнутых вершин зубцов параллельны, а угол α между направлениями загнутых вершин зубцов в разных рядах составляет не более 10°.

5. Обтекаемая поверхность по п.3, отличающаяся тем, что поверхность плоская, а зубцы сгруппированы в две или более зон, при этом в каждой зоне направления загнутых вершин зубцов параллельны, а угол α между направлениями загнутых вершин зубцов в разных зонах составляет не более 10°.

6. Обтекаемая поверхность, по п.1, отличающаяся тем, что пирамидообразные зубцы в основании имеют треугольную или ромбическую форму.

7. Обтекаемая поверхность, по п.6, отличающаяся тем, что биссектриса наименьшего острого угла основания каждого пирамидообразного зубца расположена вдоль направления загиба вершины этого зубца.

8. Обтекаемая поверхность по п.1, отличающаяся тем, что конусообразные зубцы в основании имеют овальную форму.

9. Обтекаемая поверхность по п.8, отличающаяся тем, что основание каждого конусообразного зубца вытянуто вдоль направления загиба вершины этого зубца.



 

Похожие патенты:

Транспортное судно содержит металлическое изделие, поверхность которого имеет ребристый рельеф, включающий множество соседних, непрерывно прокатанных продольных ребер, проходящих вдоль поверхности.

Группа изобретений относится к аэродинамическим конструкциям. Выступ для изменения структуры скачка уплотнения содержит расширяющийся нос и сужающийся хвост.

Аэродинамическая конструкция по первому варианту содержит выступ для изменения структуры скачка уплотнения, отходящий от поверхности указанной аэродинамической конструкции.

Аэродинамическая конструкция содержит группу выступов для отклонения скачка уплотнения, отходящих от ее поверхности. Выступы для отклонения скачка уплотнения распределены по указанной конструкции с неравномерным шагом между центрами и/или кромками соседних выступов.

Изобретение относится к аэродинамической конструкции, содержащей систему выступов для изменения структуры скачка уплотнения, отходящих от поверхности конструкции.

Изобретение относится к способам управления пограничным слоем на поверхности летательного аппарата. .
Изобретение относится к средствам воздействия на поток текучей среды. .

Изобретение относится к области теплофизики, в частности к возможности перераспределения конвективной и радиационной составляющей потоков тепловой энергии или использования эффекта перераспределения составляющих теплового потока для изменения количества энергии, передаваемой, по меньшей мере, одной средой, по меньшей мере, одной другой среде как в сторону уменьшения, так и в сторону увеличения количества передаваемой энергии.

Изобретение относится к изделию, предназначенному для использования в текучих средах. На поверхности этого изделия имеется по меньшей мере один участок, предназначенный для контакта с потоком текучей среды, протекающей в направлении (S), и содержащий выступы (1, 1', 1") заданных длины (L1, L2) и конфигурации, причем смежные выступы (1, 1', 1") ограничивают впадину (8, 8'). Изобретение также относится к способу изготовления и к применению указанного изделия. Изделие согласно изобретению является экономичным в изготовлении и, кроме того, способствует улучшению свойств потока. Указанные преимущества достигаются благодаря тому, что по меньшей мере два выступа (1, 1', 1") и ограничиваемая ими соответствующая впадина (8, 8') образуют группу (G, G'). При этом имеются по меньшей мере две группы (G, G'). Каждая группа (G, G') отделена от смежной группы (G, G') впадиной (12, 12'), если смотреть в направлении, перпендикулярном направлению (S) потока текучей среды, а профиль впадины (12, 12'), отделяющей соответствующие группы (G, G') друг от друга, отличается от профиля впадин (8, 8'), ограниченных теми выступами (1, 1', 1") в группах (G, G'), которые в примыкают к впадине (12, 12'), отделяющей группы (G, G') друг от друга. 3 н. и 13 з.п. ф-лы, 30 ил.

Группа изобретений относится к области аэрогидродинамики. Группа изобретений включает обтекаемое текучей средой тело, проточный канал, реактивный двигатель, приводное устройство, пленку для такого тела и применение обтекаемой текучей средой структуры. Обтекаемое текучей средой тело (10) содержит обтекаемую текучей средой (30) поверхность (12), имеющую общую форму, определяющую главное направление (14) потока по поверхности (12). Поверхность (12) содержит структуру для уменьшения аэрогидродинамического сопротивления тела (10), которая содержит выемку (16.2-16.3), имеющую поперечное сечение по существу в форме кругового сегмента, с целью образования завихрения (26.2-26.3) текучей среды. Структура содержит входной участок (18.2-18.3), наклоненный по отношению к главному направлению потока по направлению к выемке (16.2-16.3) и расположенный по главному направлению потока перед выемкой (16.2-16.3), с целью введения потока (24) текучей среды в выемку (16.2-16.3). Структура выполнена с возможностью образования завихрения (26.2-26.3) текучей среды, располагаемого по существу внутри выемки (16.2-16.3). Группа изобретений направлена на уменьшение аэрогидродинамического сопротивления тела в текучей среде. 6 н. и 10 з.п. ф-лы, 2 ил.
Наверх