SE445326B - Sett och anordning for forhindrande av veggturbulens - Google Patents
Sett och anordning for forhindrande av veggturbulensInfo
- Publication number
- SE445326B SE445326B SE8301840A SE8301840A SE445326B SE 445326 B SE445326 B SE 445326B SE 8301840 A SE8301840 A SE 8301840A SE 8301840 A SE8301840 A SE 8301840A SE 445326 B SE445326 B SE 445326B
- Authority
- SE
- Sweden
- Prior art keywords
- wall
- fluid
- movement
- elevations
- turbulence during
- Prior art date
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C21/00—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow
- B64C21/10—Influencing air flow over aircraft surfaces by affecting boundary layer flow using other surface properties, e.g. roughness
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B63—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; RELATED EQUIPMENT
- B63B—SHIPS OR OTHER WATERBORNE VESSELS; EQUIPMENT FOR SHIPPING
- B63B1/00—Hydrodynamic or hydrostatic features of hulls or of hydrofoils
- B63B1/32—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls
- B63B1/34—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction
- B63B1/36—Other means for varying the inherent hydrodynamic characteristics of hulls by reducing surface friction using mechanical means
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C23/00—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for
- B64C23/005—Influencing air flow over aircraft surfaces, not otherwise provided for by other means not covered by groups B64C23/02 - B64C23/08, e.g. by electric charges, magnetic panels, piezoelectric elements, static charges or ultrasounds
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
- B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
- B64C2230/00—Boundary layer controls
- B64C2230/26—Boundary layer controls by using rib lets or hydrophobic surfaces
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T50/00—Aeronautics or air transport
- Y02T50/10—Drag reduction
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T70/00—Maritime or waterways transport
- Y02T70/10—Measures concerning design or construction of watercraft hulls
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Ocean & Marine Engineering (AREA)
- Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)
- Air-Flow Control Members (AREA)
- Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)
- Indicating Or Recording The Presence, Absence, Or Direction Of Movement (AREA)
- Buildings Adapted To Withstand Abnormal External Influences (AREA)
Description
8301840-8
veckling av turbulens.
Medelst små longitudinella strák i ytan kan man
hindra de transversella mikroskopiska initialströmmar-
na inom turbulensen i innersta fluidumskiktet. Därvid
när man högre effekt ju mindre stråkdimensioner man
lyckas åstadkomma. Kunde man nå ända ner i närheten
av respektive fluidums molekylstorlek, skulle man teo-
retiskt nå maximal effekt, eftersom man redan i starten
dirigerar mikroenheterna, molekylerna, till en paral-
lellförflyttning, som man kan kalla filkörning, varvid
uppdelning i stråk hindras, därför att villkoret för
denna uppdelning är en viss grad av transversell mikro-
strömning. Den ökade ytan ger därvid ökad laminär frik-
tion, men den broms denna utövar (=energiförlust) drab--
bar i första hand det mikroskopiskt tunna innerskiktet,
vars massa och därmed tröghet är minimal. Denna energi-
förlust är i de flesta fall försumbar. l andra hand
flyttas med denna ökade broms ökad del av den friktions-
alstrande rörelsen ut från ytan, till gränsen mellan
innerskiktet och mediet utanför, och rörelsen övergår
alltså i samma ökade grad till att ske inom fluidet.
Men att praktiskt på denna väg nå ens i närheten
av maximal effekt har visat sig svårt. Det är dessutom
omöjligt att bibehålla en sådan mikrostruktur intakt,
både i vätska (t ex en båtyta) och gas (t ex en flyg-
plansyta). Genom t ex adhesion av mikroskopiska par-
tiklar till ytan, genom kemisk påverkan på ytmaterialet,
t ex oxidation etc, förstörs nämligen denna mikrosko-
piska struktur tämligen snabbt. Metoden har enligt en
rapport av Walsh och Weinstein provats vid NASA Langley
Research Center 1978. _
Ändamålet med föreliggande uppfinning är att på
ett nytt, praktiskt genomförbart sätt förhindra upp-
komsten av väggturbulens och detta sker genom att flui-
dumskiktet intill väggen medelst en väggstruktur med
en höjd av maximalt ca 0,1 mm uppdelas i strömnings-
element, vilka genom upprepad påtvingad riktningsför-
18301840-3
3
ändring var för sig bringas att oscillera och möta
varandra i vinkel för åstadkommande av en homogeniserande
omblandning. På detta sätt hindras uppkomsten av stråk
med olika hastigheter. För att åstadkomma detta kan
de i efterföljande patentkrav 2-5 anvisade medlen användas.
Uppfinningen skall i det följande närmare beskrivas
under hänvisning till bifogade ritning, på vilken fig
1 högst schematiskt ovanifràn åskådliggör ett utförande
av en anordning enligt uppfinningen och fig 2 visar
detta utförande från sidan. Fig 3 visar ett modifierat
utförande av uppfinningen ovanifrån.
Såsom inledningsvis anges kan man förhindra vägg-
turbulens genom påtvingad upprepad riktningsändring,
oscillering, av strömningselementen i gränsskiktet.
För att åstadkomma denna riktningsförändring förses
den aktuella ytan med förhöjningar 10 av det i fig 1
och 2 visade slaget. Förhöjningarna 10 sträcker sig
i riktningen av den relativa rörelsen mellan den vägg,
på vilken förhöjningarna är anordnade, och fluidet,
t ex vatten, och avsmalnar till en spets mot sina ändar
ovanifràn sett. Också från sidan avsmalnar förhöjning-
arna mot ändarna, såsom framgår av fig 2. Pà detta sätt
bildas snedplan, som bildar vinkel med varandra och
rörelseriktningen. Förhöjningarna 10 är anordnade i
rader, som är belägna nära varandra, och förhöjning-
arna i varje rad har inbördes mellanrum 11. Endast tvâ
rader visas men det inses att hela den aktuella ytan
är täckt. Endast det innersta skiktet av fluidet skall
påverkas och av den anledningen har förhöjningarna mycket
ringa höjd, företrädesvis maximalt 0,1 mm. Då väggen
med förhöjningarna 10 och ett fluidum rör sig relativt
varandra kommer det innersta fluidumskiktet att splitt-
ras genom att förhöiningarna 10 tvingar strömningsele-
menten till upprepade riktningsförändringar, såsom visas
medelst de streckade pilarna 12.
Pig 3 visar en annan möjlighet att åstadkomma ovan-
nämnda effekt. De visade förhöiningarna 13, 14 kan ha
8501840-a
4
samma utförande som de i fig 1 visade men formen kan
varieras om blott villkoret att ett mot den relativa
rörelseriktningen och mot närliggande förhöjningar vink-
lat snedplan bildas. I detta fall bildar varje förhöj-
ning endast ett verksamt snedplan mot de i fig 1 visade
förhöjningarnas två.
I stället för ovanstående utföranden av förhöfi-
K ningarna kan dessa också bildas av långsträckta, ovan-
ifrån sett sinusformiga åsar, vilka med sin huvudrikt-
ning sträcker sig parallellt med varandra och med den
relativa rörelsen. Också i detta fallet är höjden maxi-
malt 0,1 mm.
Ovanstående förhöjningar medför att varje gång
ett strömningselement när en yta, dvs ett snedplan,
ändras dess riktning åt ett håll, medan riktningen änd-
ras åt ett annat häll, då nästa yta påträffas. Denna
önskade effekt bestämmer förhöjningarnas placering re-
lativt varandra, såsom framgår av ritningarna.
Resultatet blir att samtidigt som huvudriktningen
bibehálles, åstadkommes en kontinuerlig blandning, som
når ända ner till den enskilda molekylen, och varje
tendens till organisering i stråk hindras redan i star-
ten, varigenom den turbulenta blandningen i innerskiktet
bibehålles oorganiserad. _
Denna kontinuerliga blandning innebär inte endast
att turbulensen i innerskiktet hindras från att organi-
seras i nämnda stråk. I och med att strukturen startar
denna blandning bildas ett innerskikt, som ger samma
effekt som den turbulens som i ett senare skede uppstår
intill en slät yta. Med skisserad struktur kläs ytan
med andra ord omedelbart av ett mikroskopiskt tunt tur-
bulent skikt, som bibehàlles utan organisering i stråk.
På det angivna sättet bibehålles således den av
vetenskapen konstaterade skarpa gränsytan mellan tur-
bulens och icke-turbulens (turbulent interface), som
har att göra med den ringa inre friktionen i det ström-
mande fluidet på ett sätt som ännu ej är helt klarlagt.
_ ,-._.... ,
8301840-8
Om denna gräns inte genombrytes av bursts, eller
t ex genom att felaktig struktur vänder strömningsele-
ment utåt, får man således ett stabilt gränsförhållande
mellan innerskiktet och fluidet utanför, och i denna
gräns ligger den helt dominerande rörelsen mellan ytan
och fluidet} Friktionen blir_dà lika med fluidets inre
friktion, och är således maximalt nedsatt.
Ytorna på de små upphöjningarna får emellertid
inte bilda så stor vinkel mot strömriktningen att ström-
ningselement tvingas utåt från ytan. Inte heller får
upphöjningarnas läge inbördes vara sådant att denna
effekt följer. Om sà sker àstadkommes på den vägen just
det man vill hindra. Man får då i princip samma effekt
som vid industriell ytràhet hos t ex en fartygsyta.
Bäst verksamma modellering av strukturen varierar
med hänsyn till respektive fluidums mekaniska egenskaper
(Re) och till farten. Att för varje enskilt fall finna
rätt mått är en senare fråga under rubriken produkt-
utveckling.
Vinsten med uppfinningen i förhållande till det
inledningsvis omtalade förfarandet är att strukturens
dimensioner kan vara betydligt större och ändå ge ef-
fekt. Man nàr på dynamisk väg påverkan ner till de min-
sta enheterna. En för framställning och bibehållande
av strukturen helt avgörande vinst.
Såväl ritning som text kan tydas så att strukturen
skall vara matematiskt exakt och likformigt uppbyggd.
Så skulle varit fallet om det gällt att bygga upp en
mekanik. Här gäller det emellertid att genom att hindra
en uppdelning i stråk i fluidet. Således att störa,
hindra en mekanik att utvecklas. Dä kan ganska stora
variationer och oregelbundenheter i mönstret tillåtas
utan att effekten förloras.
Claims (5)
- l. Sätt att förhindra väggturbulens vid relativ rörelse mellan en vägg och ett fluidum, k ä n n e - t e c k n a t därav, att fluidumskiktet intill väggen medelst en väggstruktur med en höjd av maximalt ca 0,1 mm uppdelas i strömningselement, vilka genom upprepad påtvingad riktningsförändring var för sig bringas att oscillera och möta varandra i vinkel för åstadkommande av en homogeniserande omblandning.
- 2. Anordning för förhindrande av väggturbulens vid relativ rörelse mellan en vägg och ett fluidum, k ä n n e t e c k n a d därav, att den består av en mirrostruktur av varandra närbelägna långsträckta, smala förhöjningar (10) på väggen, vilka har en höjd som maximalt uppgår till ca 0,1 mm och vilka är orienterade med längddimensionen i den relativa rörelseriktningen och anordnade med inbördes mellanrum (ll).
- 3. Anordning enligt krav 2, k ä n n e t e c k - förhöjningarna (10) avsmalnar mot -sina ändar.
- 4. Anordning för förhindrande av väggturbulens vid relativ rörelse mellan en vägg och ett fluidum, k ä n n e t e c k n a d därav, att den består av en mikrostruktur av långsträckta, smala, med mellanrum (15) anordnade förhöjningar (13, 14) på väggen, vilka har en höjd av maximalt ca 0,l mm och bildar vinkel med varandra och med den relativa rörelseriktningen.
- 5. Anordning för förhindrande av väggturbulens vid relativ rörelse mellan en vägg och ett fluidum, k ä n n e t e c k n a d därav, att den består av en mikrostruktur av smala, varandra närbelägna, långsträckta, ungefär sinusformiga åsar, vilkas huvudriktning är ungefär parallell med den relativa rörelseriktningvn.
Priority Applications (7)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8301840A SE445326B (sv) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | Sett och anordning for forhindrande av veggturbulens |
AU28194/84A AU2819484A (en) | 1983-04-05 | 1984-04-03 | Satt och anordning for forhindrande av vaggturbulens |
PCT/SE1984/000118 WO1984003867A1 (en) | 1983-04-05 | 1984-04-03 | Method and means for preventing wall turbulence |
AT84901634T ATE34956T1 (de) | 1983-04-05 | 1984-04-03 | Verfahren und mittel zur beseitigung von wandturbulenz. |
DE8484901634T DE3471909D1 (en) | 1983-04-05 | 1984-04-03 | Method and means for preventing wall turbulence |
JP59501512A JPS60500951A (ja) | 1983-04-05 | 1984-04-03 | 壁乱流防止方法及び手段 |
EP84901634A EP0140936B1 (en) | 1983-04-05 | 1984-04-03 | Method and means for preventing wall turbulence |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SE8301840A SE445326B (sv) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | Sett och anordning for forhindrande av veggturbulens |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SE8301840D0 SE8301840D0 (sv) | 1983-04-05 |
SE8301840L SE8301840L (sv) | 1984-10-06 |
SE445326B true SE445326B (sv) | 1986-06-16 |
Family
ID=20350641
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SE8301840A SE445326B (sv) | 1983-04-05 | 1983-04-05 | Sett och anordning for forhindrande av veggturbulens |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0140936B1 (sv) |
JP (1) | JPS60500951A (sv) |
DE (1) | DE3471909D1 (sv) |
SE (1) | SE445326B (sv) |
WO (1) | WO1984003867A1 (sv) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999013230A1 (en) * | 1997-09-08 | 1999-03-18 | Vattenfall Ab (Publ) | Diffusor |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3441554A1 (de) * | 1984-11-14 | 1986-05-22 | Deutsche Forschungs- und Versuchsanstalt für Luft- und Raumfahrt e.V., 5300 Bonn | Verminderten stroemungswiderstand aufweisende oberflaeche eines turbulent ueberstroemten koerpers |
GB9321445D0 (en) * | 1993-10-18 | 1993-12-08 | Secr Defence | Sub boundary layer vortex generators |
DE9316009U1 (de) * | 1993-10-20 | 1994-01-13 | Moser, Josef, 85435 Erding | Oberfläche eines fluidumströmten Körpers |
CA2150628A1 (en) * | 1994-06-02 | 1995-12-03 | Lawrence Sirovich | Method of and apparatus for controlling turbulence in boundary layer and other wall-bounded fluid flow fields |
US5833389A (en) * | 1996-12-09 | 1998-11-10 | Orlev Scientific Computing Ltd. | Apparatus for controlling turbulence in boundary layer and other wall-bounded fluid flow fields |
AT500159B8 (de) * | 2001-10-01 | 2007-02-15 | Atomic Austria Gmbh | Schi, sprungschi oder snowboard mit einer strukturierten oberfläche |
FR2837558B1 (fr) | 2002-03-21 | 2004-05-28 | Inst Francais Du Petrole | Conduite comportant une paroi interne poreuse |
ATE480452T1 (de) * | 2007-01-26 | 2010-09-15 | Kick Off Ltd | Oberflächenstruktur |
JP2013086571A (ja) * | 2011-10-14 | 2013-05-13 | Suzuki Motor Corp | 車体後部構造 |
MX353578B (es) | 2011-12-31 | 2018-01-19 | Beigene Ltd | Dihidrodiazpinocarbazolonas tetra o penta-ciclicas fusionadas como inhibidores de poli (adp-ribosa) polimerasa (parp). |
US10252807B2 (en) | 2016-07-08 | 2019-04-09 | Goodrich Corporation | Runback control |
CN108327894B (zh) * | 2017-12-29 | 2021-07-06 | 西北工业大学 | 一种仿沙垄气动减阻舌形微结构 |
US11614106B2 (en) | 2019-08-21 | 2023-03-28 | Lockheed Martin Corporation | Partially submerged periodic riblets |
US20210231141A1 (en) * | 2019-08-21 | 2021-07-29 | Lockheed Martin Corporation | Staggered periodic riblets |
Family Cites Families (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB357637A (en) * | 1930-06-27 | 1931-09-28 | Peter Maurice Staunton | Improvements in, or relating to ships, motor launches, and such like craft |
GB730121A (en) * | 1953-05-15 | 1955-05-18 | Vivian Cleland Dewar Gray | Improvements in bodies adapted to have relative motion with respect to a fluid |
GB1034370A (en) * | 1963-03-08 | 1966-06-29 | Harrison Lackenby | Method and means for preventing flow-separation alongside ships' hulls in motion |
JPS51146089A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Means for reducing fluid resistance |
JPS51146088A (en) * | 1975-06-06 | 1976-12-15 | Mitsui Eng & Shipbuild Co Ltd | Means for reducing fluid resistance |
-
1983
- 1983-04-05 SE SE8301840A patent/SE445326B/sv not_active IP Right Cessation
-
1984
- 1984-04-03 DE DE8484901634T patent/DE3471909D1/de not_active Expired
- 1984-04-03 WO PCT/SE1984/000118 patent/WO1984003867A1/en active IP Right Grant
- 1984-04-03 JP JP59501512A patent/JPS60500951A/ja active Pending
- 1984-04-03 EP EP84901634A patent/EP0140936B1/en not_active Expired
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1999013230A1 (en) * | 1997-09-08 | 1999-03-18 | Vattenfall Ab (Publ) | Diffusor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
SE8301840L (sv) | 1984-10-06 |
DE3471909D1 (en) | 1988-07-14 |
SE8301840D0 (sv) | 1983-04-05 |
EP0140936B1 (en) | 1988-06-08 |
JPS60500951A (ja) | 1985-06-27 |
EP0140936A1 (en) | 1985-05-15 |
WO1984003867A1 (en) | 1984-10-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SE445326B (sv) | Sett och anordning for forhindrande av veggturbulens | |
JP5361108B2 (ja) | ナノストラクチャまたはマイクロストラクチャ表面の液体の移動を制御するための方法および装置 | |
Tsai et al. | Dynamics of a drop in a constricted capillary tube | |
Rothstein | Slip on superhydrophobic surfaces | |
Yan et al. | On-chip high-throughput manipulation of particles in a dielectrophoresis-active hydrophoretic focuser | |
EP0219657B1 (en) | Composite heat transfer device with pins having wings alternately oriented for up-down flow | |
US6119987A (en) | Method and apparatus for controlling the boundary or wall layer of a continuous medium | |
Tamburrino et al. | Large flow structures in a turbulent open channel flow | |
Nilsson et al. | Using sharp transitions in contact angle hysteresis to move, deflect, and sort droplets on a superhydrophobic surface | |
Shen et al. | Study of flow behaviors of droplet merging and splitting in microchannels using Micro-PIV measurement | |
JP2005529298A (ja) | 境界層の流体の流れの制御 | |
Liu et al. | Droplet coalescence at microchannel intersection chambers with different shapes | |
Singla et al. | Effects of surface topography on low Reynolds number droplet/bubble flow through a constricted passage | |
Cubaud et al. | Swirling of viscous fluid threads in microchannels | |
EP1278024A1 (en) | Method and device for stabilizing slit fluid jet | |
Ma et al. | IB-LBM study on cell sorting by pinched flow fractionation | |
Barth et al. | Experimental Investigation of Spanwise-Periodic Surface Heating for Control of Crossflow-Dominated Laminar-Turbulent Transition | |
SU940817A1 (ru) | Насадка дл процессов тепломассообмена | |
Basu et al. | Microfluidic doublets in aqueous samples generated by microfabricated thermal probes | |
Topic et al. | Prevention and Inhibition of Foam in Packed Columns: Interface Stability and Flow Properties | |
Muniyammal et al. | On the Instability of a Flow Past a Spherical Cap Body | |
Vaisakh et al. | Shock-Induced Corner Separation in Supersonic Duct Flows | |
Zhang | High-speed microscale flows across obstacles for enhanced mixing | |
Kumar et al. | Effect of free surface on submerged synthetic jet parallel to the surface | |
Saha et al. | A Review of Molten Metal Flow by Synchronizing of Computational Fluid Dynamics and Validation Through Algorithm Techniques |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
NAL | Patent in force |
Ref document number: 8301840-8 Format of ref document f/p: F |
|
NUG | Patent has lapsed |
Ref document number: 8301840-8 Format of ref document f/p: F |