本发明涉及车辆减阻装置及方法，具体涉及一种基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置及控制方法。
背景技术：
1、车辆在行驶过程中会受到周围空气对其产生的阻力，并且随着车速的提高，气动阻力的影响会更加突出。汽车行驶时受到的阻力主要来自气动阻力、轮胎与地面的摩擦阻力、加速阻力和坡度阻力。其中，气动阻力随汽车速度的增加呈平方增长，而轮胎阻力相对恒定，加速阻力和坡度阻力仅在汽车加速或上坡才会存在。因此，汽车平稳行驶时的主要阻力来源为气动阻力和轮胎阻力，而在高速行驶时，气动阻力是主要的阻力来源。以梅赛德斯-奔驰b级车为例，当汽车车速达到120km/h时，汽车平稳行驶过程中约80％的阻力来自于气动阻力，轮胎形成的阻力仅占约20％。车身附近流场的研究发现，车辆的气动阻力主要来自湍流尾迹产生的低压。因此，车辆湍流尾迹的气动减阻对于降低车辆能耗，从而增加电动车的续航并降低燃油车的油耗和排放至关重要。
2、传统的气动减阻方法主要基于改变车身气动外形，但是其控制效果已经趋于极限，在过去的几十年来难以突破0.2的限制。在此背景下，为了进一步降低汽车的气动阻力，湍流尾迹的主动控制方法得到了广泛研究。主动控制方法是对流场进行实时动态的控制，通过将射流等技术引入湍流尾迹的流动控制，进而改变湍流尾迹的流动结构来达到减阻目的。目前广泛应用在主动控制的射流有合成射流、脉冲射流和定常射流等。其中，安装在模型内部，仅通过射流狭缝与车身表面连接的脉冲射流或合成射流可以在不需要改变车身外形和不需要额外气源的情况下对湍流尾迹产生控制效果，从而实现背压恢复并获得显著的气动减阻，具有巨大的科研价值和应用潜力。
3、现有的基于脉冲射流或合成射流的车辆气动减阻主动控制方法存在严重的噪声问题，同时具有能量效率低的缺点，大大限制了其在真实环境中车辆减阻的应用。
4、因此，市场是亟需一种效果好的车辆气动减阻主动控制方法。
技术实现思路
1、发明目的：本发明目的是提供一种可有效降低车辆气动阻力的基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置及控制方法，防止造成噪声污染。
2、超声射流可以在产生气动减阻的控制效果的同时避免对人耳产生噪声影响。同时，超声波较短的波长造成传播的各向异性，发出后主要会向下游传播而不会向其他方向扩散，在空气中损耗大，不易衍射，穿透力比较差，因此，可最大限度地降低对环境的影响。
3、技术方案：本发明一方面提供一种基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置，包括超声激励器、车身和射流喷口，所述超声激励器安装在车身上，通过射流喷口喷出超声射流。
4、进一步地，所述超声激励器安装于车身尾部产生流动分离的位置。
5、进一步地，安装于后挡风玻璃上方和侧方或车身尾部的边缘处。
6、进一步地，所述超声激励器和车身在射流喷口处通过螺纹、螺栓连接，连接处设有橡胶垫片。
7、进一步地，所述车辆为汽车、卡车或客车。
8、本发明另一方面提供所述基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置的控制方法，将减阻装置安装到车辆的合适的位置启动之后，超声激励器会通过射流喷口产生一系列超声射流，超声射流会对车辆行驶时产生的湍流尾迹产生控制效果，使车身尾部分离点附近的流场向尾迹内部流动，进而形成凹陷的分离流线，导致整个尾迹变窄并且流动分离减弱，最终实现气动减阻。
9、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
10、1)降低车辆气动阻力：传统的改变车身外形的气动减阻方法已经到达瓶颈，而本发明可以通过超声射流进一步降低车辆气动阻力，从而降低车辆能耗，对于改善车辆性能至关重要；
11、2)不需要改变车身外形：本发明使用的超声射流激励器安装在车辆内部，仅通过射流喷口与车身相连，因此不需要对车身外形进行大规模修改；
12、3)防止造成噪声污染：传统的脉冲射流激励器会产生巨大的噪音，而本发明使用的超声射流产生的是超声波，不会对人耳造成负面影响，大大增加了实际应用的能力；超声波的较短的波长造成在空气中损耗大，因此传播距离更短，易衰减，可以进一步减小对环境的影响；
13、4)结构紧凑，易于安装应用：本发明装置结构紧凑，尺寸较小，可以安装在车身内部，易于在不同环境和工况下使用；
14、5)本方法可广泛应用于各类车辆的气动减阻流场控制领域，包括但不限于汽车、卡车、客车等。
1.一种基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置，其特征在于，包括超声激励器(1)、车身(2)和射流喷口(3)，所述超声激励器(1)安装在车身(2)上，通过射流喷口(3)喷出超声射流。
2.根据权利要求1所述的基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置，其特征在于，所述超声激励器(1)安装于车身尾部产生流动分离的位置。
3.根据权利要求2所述的基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置，其特征在于，安装于后挡风玻璃上方和侧方或车身尾部的边缘处。
4.根据权利要求1所述的基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置，其特征在于，所述超声激励器(1)和车身(2)在射流喷口(3)处通过螺纹、螺栓连接，连接处设有橡胶垫片。
5.根据权利要求3所述的基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置，其特征在于，所述车辆为汽车、卡车或客车。
6.权利要求1-5任一项所述的基于超声射流的车辆湍流尾迹气动减阻装置的控制方法，其特征在于，将减阻装置安装到车辆的合适的位置启动之后，超声激励器(1)会通过射流喷口(3)产生一系列超声射流，超声射流会对车辆行驶时产生的湍流尾迹产生控制效果，从而实现气动减阻。
