基于多孔润湿异性电极的气膜层减阻装置、控制方法及应用

    公开(公告)号:CN116516370A

    公开(公告)日:2023-08-01

    申请号:CN202310210649.5

    申请日:2023-03-07

    Abstract: 本发明一种基于多孔润湿异性电极的气膜层减阻装置、控制方法及应用,属于水下减阻技术领域;装置包括水槽、多孔润湿异性电极和可调直流电源;所述水槽内盛有电解液;所述多孔润湿异性电极安装于水槽上,其位于电解液一侧的表面及内部具有超亲水性,位于工作流体一侧的表面及内部具有超疏水性;所述多孔润湿异性电极由可调直流电源供电。本发明利用多孔润湿异性电极表面与其内部多孔结构兼具超疏水性和超亲水性的润湿特性,超亲水电极部分电解水产生的气体通过多孔结构自发向超疏水部分运输,进而在电极超疏水部分的表面上实现大面积连续减阻气膜层的稳定封存;通过控制电解电流控制多孔润湿异性电极的产气速率,进而精确控制减阻气膜层的形态。

    一种亲疏水相间气膜形态的控制装置及方法

    公开(公告)号:CN116080814A

    公开(公告)日:2023-05-09

    申请号:CN202310218211.1

    申请日:2023-03-08

    Abstract: 本发明一种亲疏水相间气膜形态的控制装置及方法,属于水下减阻技术领域;包括补气模块、控制模块和传感器模块;通过传感器模块获取摩擦力及压力场数据;控制模块接收到传感器模块的数据后进行分析,向补气模块输出补气量控制指令。补气模块包括气源、通气腔和选择性通气板,气源通过气动软管与通气腔联通,按照控制模块的指令向通气腔内通气;选择性通气板密封安装于通气腔的开口端,其外端面与水面接触,并位于亲疏水相间表面的上游,通过间隔通气的表面结构,调控亲疏水相间表面的气膜形态。本发明解决了现有技术中难以对整个平面均匀补气、对流场产生扰动的问题,能够按照需要及时调整通气量以及通气时间。

    一种水下航行器的减阻系统及方法

    公开(公告)号:CN118833334A

    公开(公告)日:2024-10-25

    申请号:CN202411022052.9

    申请日:2024-07-29

    Abstract: 本发明一种水下航行器的减阻系统及方法,属于水下航行器表面减阻技术领域;包括航行器从头部到尾部依次设置的通气模块、减阻模块、气体回收模块;所述通气模块用于向航行器外周面通出气体;所述减阻模块为设置于航行器中段外周面的减阻表面,能够将通气模块通出的气体转化为覆盖于航行器周面的减阻气膜层;所述气体回收模块将航行器尾端外周气膜层内的气体吸入舱内,对吸入舱内的水气混合物进行处理得到干燥气体,将处理后的气体通过管道输送至通气模块进行重复利用,分离出的水分经排水管道排出航行器。本发明克服了现有水下航行器通气减阻技术存在的气体流失以及气泡尾迹的问题。

    基于多孔超疏水材料通气的气膜层减阻装置、方法及船舶

    公开(公告)号:CN117963063A

    公开(公告)日:2024-05-03

    申请号:CN202410123794.4

    申请日:2024-01-29

    Abstract: 本发明一种基于多孔超疏水材料通气的气膜层减阻装置、方法及船舶,属于气膜减阻技术领域;装置包括减阻组件、供气模块、数据采集模块及控制模块,减阻组件包括多孔超疏水板及位于其下游的非多孔材料超疏水板;所述多孔超疏水板内置带有若干喷气孔的通气管道,通气管道的进气口与供气模块连通,气体经通气管道从喷气孔喷出,再经多孔超疏水板的微小气孔输出至其外壁面,流经下游非多孔材料超疏水板形成稳定气膜层;数据采集模块将采集数据传输至控制模块,控制模块根据各数据判断气膜是否满足要求,如不满足则调节对应供气量。本发明解决了现有技术中由于外部水压影响难以对整个船体实现均匀通气的问题;同时实现了对喷射速率的调控。

    一种克服水下背压差异干扰的表面分布式通气减阻系统及方法

    公开(公告)号:CN118810989A

    公开(公告)日:2024-10-22

    申请号:CN202411131438.3

    申请日:2024-08-18

    Abstract: 本发明一种克服水下背压差异干扰的表面分布式通气减阻系统及方法,属于水下减阻技术领域;包括依次连通的供气系统、气体输送系统、气体释放系统,由供气系统提供高压气源,并对高压气体进行压力、流速、温度、流量控制,将处理后的高压气体分流后通过气体输送系统通入气体释放系统,释放于减阻表面形成均匀气膜层;所述气体输送系统由支路管路和多个并联设置的毛细管束构成,对供气系统产生压力降;所述气体释放系统由多个气体释放单元构成,与多个毛细管束一一对应设置,将毛细管束通入的高压气体缓冲后均匀释放于减阻表面。本发明克服了现有气体运输管路因背压差异干扰所产生的影响,并能够提高了待减阻表面气膜层的均匀性。

    一种基于安培力调控壁面形态的装置及调控方法

    公开(公告)号:CN111623955A

    公开(公告)日:2020-09-04

    申请号:CN202010497021.4

    申请日:2020-06-03

    Abstract: 本发明公开了一种基于安培力调控壁面形态的装置及调控方法,由控制电源、实验板、可调电阻、亥母霍兹环组成;可调电阻与控制电源、导线连接形成闭合回路。实验板表面为弹性材料,其内部设有金属导线,实验板放置在亥母霍兹环中心部位,亥母霍兹环位于实验管道外侧。控制电源通过可调电阻为实验板和亥母霍兹环供电,亥母霍兹环在闭合回路中提供稳定的匀强磁场。控制电源通过改变电压,可调电阻改变阻值,均可实现各闭合回路中电流的不同值,实现安培力大小的调节,使得导线在安培力作用下实现实验板表面弹性材料的形变。安培力可根据电源电压和可调电阻阻值调节,通过安培力调节,实现壁面的不同位置处的形变,精准调节壁面的形态。

    一种可持续缓释的超滑防除冰系统、方法及应用

    公开(公告)号:CN118083134A

    公开(公告)日:2024-05-28

    申请号:CN202410332181.1

    申请日:2024-03-22

    Abstract: 本发明一种可持续缓释的超滑防除冰系统、方法及应用,属于防除冰领域;该系统包括依次设置于防除冰表面的振动层、隔离层,及向隔离层表面输送隔离介质的自调节补给组件;所述自调节补给组件通过调节温度和压力,实现隔离介质在隔离层表面的持续供应;所述隔离层通过表面的隔离介质将防除冰表面与水隔离,振动层通过振动使得防除冰表面的水/冰脱落。该系统能够在航行器航行中持续为超滑表面输出润滑流体,维持表面润滑流体膜,同时能够实现主动振动除冰,极大增强了超滑表面在实际工程应用中的耐久性和防除冰特性。

    一种基于安培力调控壁面形态的装置及调控方法

    公开(公告)号:CN111623955B

    公开(公告)日:2021-12-31

    申请号:CN202010497021.4

    申请日:2020-06-03

    Abstract: 本发明公开了一种基于安培力调控壁面形态的装置及调控方法,由控制电源、实验板、可调电阻、亥母霍兹环组成;可调电阻与控制电源、导线连接形成闭合回路。实验板表面为弹性材料,其内部设有金属导线,实验板放置在亥母霍兹环中心部位,亥母霍兹环位于实验管道外侧。控制电源通过可调电阻为实验板和亥母霍兹环供电,亥母霍兹环在闭合回路中提供稳定的匀强磁场。控制电源通过改变电压,可调电阻改变阻值,均可实现各闭合回路中电流的不同值,实现安培力大小的调节,使得导线在安培力作用下实现实验板表面弹性材料的形变。安培力可根据电源电压和可调电阻阻值调节,通过安培力调节,实现壁面的不同位置处的形变,精准调节壁面的形态。

    一种润滑流体循环式仿生超滑减阻表面及制备方法

    公开(公告)号:CN119840769A

    公开(公告)日:2025-04-18

    申请号:CN202510087753.9

    申请日:2025-01-20

    Abstract: 本发明一种润滑流体循环式仿生超滑减阻表面及制备方法,属于船舶与水下航行器减阻技术领域;所述仿生超滑减阻表面包括非对称超疏水表面结构及连通其上下游的微循环流道,润滑流体在外界剪切作用下沿非对称超疏水表面结构向其下游定向移动;微循环流道的入口位于非对称超疏水表面结构下游,出口位于非对称超疏水表面结构上游,其出/入口外缘具有水下疏润滑流体特性,使得流向下游的润滑流体堆积后受压力作用经入口进入微循环流道,再沿微循环流道反向流转至上游出口,完成反复循环的流动过程。本发明既能有效封存润滑流体形成减阻和防污液-液界面,还能实现润滑流体的自动补充与长效维持,极大增强了超滑表面在水下减阻应用中的耐久性能。

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