一种带波浪形尾缘的T型翼制造技术

本发明专利技术提供了一种带波浪形尾缘的T型翼，包括支柱(3)和水翼(4)，支柱(3)为直立型支柱，支柱(3)与水翼(4)在水翼(4)的中线位置处垂直连接，水翼(4)和支柱(3)的尾缘均为波浪形结构，波浪形结构的波峰和波谷幅值相等，呈正弦曲线状，水翼(4)的尾缘相对于水翼中线为对称排列，支柱(3)与水翼(4)的尾缘相互对齐，水翼(4)俯视为前缘后掠型。T型翼的波浪形尾缘能够减小叶片背面侧的脱流及尾迹中的漩涡，使得流体更贴服于翼型表面，增大了失速角，增加升力，既能保持原有减摇性能不变，还具备减振降噪效果。

A T wing with a wavy tail

The present invention provides T with a wave shaped wing trailing edge, including pillar (3) and (4), hydrofoil pillar (3) for vertical pillar, pillar (3) and (4) the hydrofoil hydrofoil (4) of the midline vertical connection (4) and pillar (hydrofoil 3) the trailing edge are wave shaped structure, wave shaped structure of the peaks and troughs of equal amplitude, with the sinusoidal hydrofoil, (4) the trailing edge is arranged symmetrically relative to the midline of hydrofoil, pillar (3) and (4) the hydrofoil trailing edge aligned with each other, the hydrofoil (4) overlooking the front swept. The wavy trailing edge of the T wing can reduce the flow on the back side of the blade and the vortex in the wake, making the fluid more attached to the airfoil surface, increasing the stall angle and increasing the lift force, not only maintaining the original rolling resistance performance, but also having the effect of vibration reduction and noise reduction.

【技术实现步骤摘要】
一种带波浪形尾缘的T型翼
本专利技术涉及一种T型翼，特别是一种带波浪形尾缘的T型翼。
技术介绍
随着造船技术的不断发展，船舶设计者对于船舶舒适度与安全性的要求越来越高。船舶纵摇和垂荡会带来船舶垂向加速度的持续变化，而垂向加速度是船舶在航行中对适航性影响最大的因素之一。船上工作人员和乘客的晕船现象就是船舶航行过程中垂向加速度累积的结果，当垂向加速度达到一定程度时，还会对船舶结构强度提出严峻的挑战。所以，无论对于民用船舶还是军舰，减小在高速航行时的纵摇和垂荡都是非常必要的。T型翼作为船舶附体，从最开始的研发到现在的应用目的非常明确，就是为了减小船舶在高速情况下的纵摇和垂荡。国外还有一些军用和民用船舶安装了带有航态控制系统的T型翼，并且对T型翼这种附体给出了积极的评价。随着21世纪的逐渐深入，高性能船舶不断向更高航速发起挑战，T型翼这种附体的作用也将越来越明显。然而一般的T型翼在减小船舶航行时的垂向运动时，由于翼截面的阻塞作用较大，常常伴随着较大的振动和噪声，无疑是对于船体结构强度的一种疲劳破坏，对于安装在船首的测量仪器等也会造成较大干扰。因此开发出一种既能明显减少船舶航行中的垂向运动，噪声和震动也较小的减摇T型翼是非常有必要和十分有意义的。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种既能保持原有减摇性能不变，还具备减振降噪效果的带波浪形尾缘的T型翼。本专利技术的一种带波浪形尾缘的T型翼，包括支柱和水翼，支柱为直立型支柱，支柱与水翼在水翼的中线位置处垂直连接，水翼和支柱的尾缘均为波浪形结构，波浪形结构是波峰和波谷幅值相等的正弦曲线状，水翼的尾缘相对于水翼中线为对称排列，支柱与水翼的尾缘相互对齐，水翼俯视为前缘后掠型。水翼的水翼展长L1、中心翼型弦长b1、边缘翼型弦长b2、波浪形齿宽度c1、波浪形齿长度l1和波浪形齿高度h1满足：L1＝ε1·LPP其中，ε1为展长因子，取值范围为1％～2％，LPP为船舶的垂线间长；b2＝ε2·b1其中，ε2为后掠翼型弦长因子，取值范围为50％～100％；c1＝ε3·b1其中，波浪形齿宽度c1为水翼每个波浪型齿的波谷切线到波峰切线之间距离，ε3为水翼齿宽度因子，取值范围为10％～30％；l1＝L1/n1其中，波浪形齿长度l1为水翼相邻两个波浪型齿的波谷到波谷之间距离，n1为在展长方向上齿的数目，取值范围为8～20；h1＝f1(c1,Φ1)其中，Φ1为水翼选用的翼型，波浪形齿高度h1取决于波浪形齿宽度c1和翼型Φ1，函数f1为：从翼型Φ1后缘沿水翼翼型中弧线向翼型Φ1前缘取c1长度所截取翼型Φ1截面的厚度，选用翼型Φ1为NACA四位数字对称翼型。支柱的支柱弦长b3、支柱高H、波浪形齿长度l2、波浪形齿宽度c2和波浪形齿高度h2满足：H＝ε4·L1其中，ε4为支柱高度因子，取值范围为10％～30％；l2＝H/n2其中,波浪形齿长度l2为支柱相邻波浪形齿的波谷到波谷之间距离，n2为在支柱高度方向上齿的数目，取值范围为3～10；c2＝ε5·b3其中，波浪形齿宽度c2为支柱每个波浪型齿的波谷切线到波峰切线之间距离，ε5为支柱齿宽度因子，取值范围为10％～30％；h2＝f2(c2,Φ2)其中，Φ2为支柱选用的翼型，波浪形齿高度h2取决于波浪形齿宽度c2和翼型Φ2，函数f2为：从翼型Φ2后缘沿支柱翼型中弧线向翼型Φ2前缘取c2长度所截取翼型Φ2截面的厚度，选用翼型Φ2为NACA四位数字对称翼型。T型翼安装在船舶的艏部。本专利技术的有益效果在于:带波浪形尾缘的T型翼有利于叶背面的漩涡顺利脱落与分离，进而得到减震降噪的效果，并且T型翼的波浪形尾缘能够减小叶片背面侧的脱流及尾迹中的漩涡，使得流体更贴服于翼型表面，增大了失速角，增加升力，既能保持原有减摇性能不变，还具备减震降噪效果。附图说明图1为本专利技术安装在船舶上的示意图图2为本专利技术的外形及波浪形齿参数示意图图3为本专利技术的俯视图图4为本专利技术的侧视图图5为本专利技术的水翼波浪型齿高度h1确定函数f1解析示意图图6为本专利技术的支柱波浪型齿高度h2确定函数f2解析示意图图7为普通翼型的CFD计算尾涡示意图图8为本专利技术CFD计算尾涡示意图具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术进行更详细的描述：结合图1～5，本专利技术是一种新型仿生水翼，该水翼的特点就在于模仿了猫头鹰翅膀尾部的椭圆形锯齿结构，其在飞行时有利于减小飞行噪音及翅膀尾迹湍流，据此，将T型翼的尾缘部分设计为波浪形结构。如图1所示，该T型翼一般安放在船舶1艏部1站～2站之间的位置，具体安装位置可根据舱室布置以及船体结构来进行适当调整。如图2～4所示，T型翼的水翼4以及支柱3的尾缘均为波浪形结构，水翼4及支柱3的波浪形尾缘在尾缘处的排列情况如下：波浪形的波峰和波谷幅值均相同，呈正弦曲线状，并相对于水翼中线呈对称排列。所述的水翼的主体形状俯视为前缘后掠型，其形状由以下参数确定：T型水翼展长L1，中心翼型弦长b1，边缘翼型弦长b2；所述支柱为直立型支柱，其形状由以下参数确定：支柱弦长b3，支柱高H。T型翼的支柱3与水翼4在水翼4的中线位置处垂直连接，支柱3的尾缘与水翼4的尾缘相对齐。所述的水翼的波浪形尾缘结构形状由以下变量来确定：选用的翼型Φ1，波浪形齿高度h1，波浪形齿长度l1，波浪形齿宽度c1；其中，波浪形齿高度h1为水翼每个波浪型齿的沿纵中剖线8在波谷7切线齿根处的厚度；波浪形齿长度l1为水翼4相邻两个波浪型齿的波谷5到波谷6之间距离；波浪形齿宽度c1为水翼每个波浪型齿的波谷5切线到波峰10切线之间距离。所述的支柱3的波浪形尾缘结构形状由以下变量来确定：选用的翼型Φ2，波浪形齿高度h2，波浪形齿长度l2，波浪形齿宽度c2。其中，波浪形齿高度h2为支柱每个波浪型齿的沿纵中剖线16在波谷14切线齿根处的厚度；波浪形齿长度l2为支柱3相邻两个波浪型齿的波谷12到波谷13之间距离；波浪形齿宽度c2为支柱每个波浪型齿的波谷12切线到波峰15切线之间距离。所述的一种带波浪形尾缘的T型翼，其特征在于：T型水翼展长L1由以下公式确定：L1＝ε1·LPP其中，ε1为展长因子，取值范围为“1％～2％”，该因子具体大小根据本T型翼所适装的船的船型决定；LPP为船舶的垂线间长。所述的一种带波浪形尾缘的T型翼，其特征在于：中心翼型弦长b1由以下公式确定：边缘翼型弦长b2由以下公式确定：b2＝ε2·b1其中，ε2为后掠翼型弦长因子，取值范围为“50％～100％”，该因子具体大小根据本T型翼所适装的船的船型决定。所述的一种带波浪形尾缘的T型翼，其特征在于：支柱弦长b3由以下公式确定：支柱高H11由以下公式确定：H＝ε4·L1其中，ε4为支柱高度因子，取值范围为“10％～30％”，该因子具体大小根据本T型翼所适装的船的船型决定。所述的一种带波浪形尾缘的T型翼，其特征在于：(1)水翼的波浪形齿长度l1的确定方法：l1＝L1/n1其中,L1为T型水翼的展长；n1为在展长方向上齿的数目，取值范围为“8～20”。(2)水翼的波浪形齿宽度c1的确定方法：c1＝ε3·b1其中，ε3为水翼齿宽度因子，取值范围为“10％～30％”，该因子具体大小根据本T型翼所适装的船的船型决定。(3)水翼的波浪形齿高度h1的确定方法：h1＝f1(c1,Φ1)即水翼的波浪形齿高度h本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种带波浪形尾缘的T型翼，包括支柱(3)和水翼(4)，其特征在于：支柱(3)为直立型支柱，支柱(3)与水翼(4)在水翼(4)的中线位置处垂直连接，水翼(4)和支柱(3)的尾缘均为波浪形结构，波浪形结构是波峰和波谷幅值相等的正弦曲线状，水翼(4)的尾缘相对于水翼(4)中线为对称排列，支柱(3)与水翼(4)的尾缘相互对齐，水翼(4)俯视为前缘后掠型。

【技术特征摘要】
1.一种带波浪形尾缘的T型翼，包括支柱(3)和水翼(4)，其特征在于：支柱(3)为直立型支柱，支柱(3)与水翼(4)在水翼(4)的中线位置处垂直连接，水翼(4)和支柱(3)的尾缘均为波浪形结构，波浪形结构是波峰和波谷幅值相等的正弦曲线状，水翼(4)的尾缘相对于水翼(4)中线为对称排列，支柱(3)与水翼(4)的尾缘相互对齐，水翼(4)俯视为前缘后掠型。2.根据权利要求1所述的一种带波浪形尾缘的T型翼，其特征在于：水翼(4)的水翼展长L1、中心翼型弦长b1、边缘翼型弦长b2、波浪形齿宽度c1、波浪形齿长度l1和波浪形齿高度h1满足：L1＝ε1·LPP其中，ε1为展长因子，取值范围为1％～2％，LPP为船舶的垂线间长；b2＝ε2·b1其中，ε2为后掠翼型弦长因子，取值范围为50％～100％；c1＝ε3·b1其中，波浪形齿宽度c1为水翼(4)每个波浪型齿的波谷(5)切线到波峰(10)切线之间距离，ε3为水翼齿宽度因子，取值范围为10％～30％；l1＝L1/n1其中，波浪形齿长度l1为水翼(4)相邻两个波浪型齿的波谷(5)到波谷(6)之间距离，n1为在展长方向上齿的数目，取值范围为8～20；h1＝f1(c1,Φ1)其中，Φ1为水翼(4)选用的...

【专利技术属性】
技术研发人员：周广利，振前，郭春雨，曹绪祥，林健峰，景涛，魏少鹏，郭航，王瀚林，佘文轩，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：黑龙江,23