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可变形空腔装置

阅读：816发布：2021-02-26

IPRDB可以提供可变形空腔装置专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本发明公开了一种可变形空腔装置，用于解决现有空腔装置降噪效果差的技术问题。技术方案是包括前壁面、第一销轴、底板、第二销轴、后壁面、第三销轴、后缘和导轨。前壁面与空腔的一个端面固定，底板通过第一销轴与前壁面铰接，后壁面通过第二销轴与底板铰接，后缘通过第三销轴与后壁面铰接，后缘上的滑块安装在导轨中。后缘能够沿导轨水平滑动，通过第三销轴带动后壁面倾斜，进而通过第二销轴带动底板倾斜，使空腔装置变形。经测试，在空腔外气流速度由484m/s改变为15时，空腔后壁面倾斜角度由45°调整为15°，仍然能够达到降低空腔噪声的效果。，下面是可变形空腔装置专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种可变形空腔装置，其特征在于：包括前壁面(1)、第一销轴(2)、底板(3)、第二销轴(4)、后壁面(5)、第三销轴(6)、后缘(7)和导轨(8)；前壁面(1)与空腔的一个端面固定，底板(3)通过第一销轴(2)与前壁面(1)铰接，后壁面(5)通过第二销轴(4)与底板(3)铰接，后缘(7)通过第三销轴(6)与后壁面(5)铰接，后缘(7)上的滑块安装在导轨(8)中；在不同空腔外气流速度下，后缘(7)能够沿导轨(8)水平滑动，通过第三销轴(6)带动后壁面(5)倾斜，进而通过第二销轴(4)带动底板(3)倾斜，使空腔装置变形，降低空腔噪声。

说明书全文

可变形空腔装置

技术领域

[0001] 本发明涉及一种空腔装置，特别是涉及一种可变形空腔装置。

背景技术

[0002] 矩形空腔装置广泛存在于汽车天窗、飞行器表面的缝隙、飞机起落架舱等结构中。当高速气流流过空腔时，在空腔外高速气流－空腔内声场－空腔结构的耦合作用下，在空腔内部及周边将产生强烈噪声，称之为空腔噪声。空腔噪声最高能够达到170dB以上。高声强的空腔噪声很容易使结构发生共振从而导致结构声疲劳破坏。

[0003] 参照图1。文献1“Vikramaditya,N.S.and Kurian,J.,2009.Pressure oscillations from cavities with ramp.AIAA Journal,47(12),pp.2974-2984.”提出一种改变空腔后壁面倾斜角度的空腔装置。文献1中研究发现在空腔外气流速度为484m/s的情况下，采用后壁面倾斜角度(后壁面与水平面之间的夹角)为45度的空腔装置时，能够将空腔中的噪声降低。

[0004] 文献2“Pey,Y.Y.and Chua,L.P.,2014.Effects of trailing wall modifications on cavity wall pressure.Experimental Thermal and Fluid Science,57,pp.250-260.”中研究发现在气流速度为15m/s时，采用后壁面倾斜角度为30度的空腔装置时，能够将空腔中的噪声降低。因此，在不同的气流速度下达到降低空腔噪声的效果，需要不同的后壁面倾斜角度。

发明内容

[0005] 为了克服现有空腔装置降噪效果差的不足，本发明提供一种可变形空腔装置。该空腔装置包括前壁面、第一销轴、底板、第二销轴、后壁面、第三销轴、后缘和导轨。前壁面与空腔的一个端面固定，底板通过第一销轴与前壁面铰接，后壁面通过第二销轴与底板铰接，后缘通过第三销轴与后壁面铰接，后缘上的滑块安装在导轨中。后缘能够沿导轨水平滑动，通过第三销轴带动后壁面倾斜，进而通过第二销轴带动底板倾斜，使空腔装置变形。经测试，在空腔外气流速度由484m/s改变为15m/s时，空腔后壁面倾斜角度由45度调整为30度，仍然能够达到降低空腔噪声的效果。

[0006] 本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种可变形空腔装置，其特点是包括前壁面1、第一销轴2、底板3、第二销轴4、后壁面5、第三销轴6、后缘7和导轨8。前壁面1与空腔的一个端面固定，底板3通过第一销轴2与前壁面1铰接，后壁面5通过第二销轴4与底板3铰接，后缘7通过第三销轴6与后壁面5铰接，后缘7上的滑块安装在导轨8中。后缘7能够沿导轨8水平滑动，通过第三销轴6带动后壁面5倾斜，进而通过第二销轴4带动底板3倾斜，使空腔装置变形。

[0007] 本发明的有益效果是：该空腔装置包括前壁面、第一销轴、底板、第二销轴、后壁面、第三销轴、后缘和导轨。前壁面与空腔的一个端面固定，底板通过第一销轴与前壁面铰接，后壁面通过第二销轴与底板铰接，后缘通过第三销轴与后壁面铰接，后缘上的滑块安装在导轨中。后缘能够沿导轨水平滑动，通过第三销轴带动后壁面倾斜，进而通过第二销轴带动底板倾斜，使空腔装置变形。经测试，在空腔外气流速度由484m/s改变为15m/s时，空腔后壁面倾斜角度由45度调整为30度，仍然能够达到降低空腔噪声的效果。

[0008] 下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细说明。

附图说明

[0009] 图1是背景技术空腔装置的结构示意图。

[0010] 图2是本发明可变形空腔装置的结构示意图。

[0011] 图3是图2变形后空腔装置的结构示意图。

[0012] 图4是空腔外气流速度为484m/s时空腔噪声频谱对比图。

[0013] 图5是空腔外气流速度为15m/s时空腔噪声频谱对比图。

[0014] 图中，1-前壁面，2-第一销轴，3-底板，4-第二销轴，5-后壁面，6-第三销轴，7-后缘，8-导轨。

具体实施方式

[0015] 以下实施例参照图2～5。

[0016] 本发明可变形空腔装置包括前壁面1、第一销轴2、底板3、第二销轴4、后壁面5、第三销轴6、后缘7和轨道8。前壁面1的一端及后壁面5与底板3的两端为圆柱结构，圆柱均制有相同尺寸的通孔。第一销轴2、第二销轴4和第三销轴6具有和通孔相同的尺寸。后缘7上滑块的高度与轨道8上的轨道高度尺寸相同。前壁面1、后壁面5及底板3具有相同的宽度，前壁面1和后壁面5的高度相同。前壁面1与空腔的一个端面固定，第一销轴2与底板3和前壁面1上的通孔间隙配合将两者铰接，第二销轴4与后壁面5和底板3上的通孔间隙配合将两者铰接，后缘7与后壁面5通过第三销轴6铰接，后缘7上的滑块安装在导轨8中，两者为间隙配合。后缘7沿着导轨8水平移动，通过第三铰链6带动后壁面5转动，进而通过第二铰链4带动底面3转动，改变空腔形状，改善空腔内的流场环境，达到降低空腔噪声的目的。

[0017] 本发明的工作原理：根据空腔外气流速度，调整后壁面5的角度，从而改善空腔内的流场状况，最终实现降低空腔噪声的目的。

[0018] 从图4可以看到，在空腔外气流速度为289m/s时，将矩形空腔的后壁面倾斜角度调整为30度。通过Fluent流体仿真软件数值计算得，空腔噪声一阶模态峰值由165.77dB降低为163dB，降低了2.77dB，空腔噪声二阶模态峰值由162.30dB降低为151.26dB，降低了11.04dB。

[0019] 从图5可以看到，在空腔外气流速度为204m/s时，将矩形空腔的后壁面倾斜角度调整为45度。通过Fluent流体仿真软件数值计算得，空腔噪声一阶模态峰值由163.25dB降低为159.10dB，降低了4.15dB,空腔噪声二阶模态峰值由159.07dB降低为149.77dB，降低了9.30dB。

[0020] 综上所述，本发明能够在不同空腔外气流速度下，调整空腔后壁面倾斜角度，达到降低空腔噪声的目的。

标题	发布/更新时间	阅读量
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转子叶片后缘-专利编号CN104870808A	2020-05-12	740
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可变形空腔装置

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