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基于DBD-PA的主动流动控制实验研究

发布时间:2018-07-02 07:27

  本文选题:介质阻挡放电等离子体 + 起始涡 ; 参考:《上海交通大学》2014年硕士论文


【摘要】:介质阻挡放电等离子体激励器(Dielectric-Barrier-DischargePlasma Actuator,简称DBD-PA)具有结构简单、几乎无附加载重、响应快、控制参数可调等优点,可应用于附面层湍流度控制、减阻增升、抑制噪声等方面,在航空工程中具有广阔的应用前景。 本文开展了等离子体激励器小型化的研究,分析了诱导速度与功率随信号波形、激励电压、信号频率、电极间距等参数变化的规律,比较了不同方案下的等离子体激励器的工作特点。采用PIV技术和流场显示技术,研究了大气压下介质阻挡放电等离子体诱导起始涡特性。实验中首次同时发现了三种起始涡结构,揭示了主涡和反向涡的生长过程,通过和激励器放电电流波形及放电图像的对比分析,揭示了起始涡的产生机理,实验证实了介质阻挡放电等离子体产生诱导气流机理的正确性;同时在实验中证实了温升效应对周围流场的影响,,DBD-PA激励器运行过程中会产生巨大的热量,对周围流体有加热作用,使周围流体产生向上的浮升力。 利用大气压下介质阻挡放电等离子体激励器实验平台,开展了空腔噪声主动控制研究,于空腔上游布置流向或展向激励器阵列,证实了两种排列方式对空腔噪声的抑制效果,同时发现在来流方向上的有效发光等离子体区域的大小是影响空腔噪声抑制效果的关键性因素;通过改变激励器电极的布置方式来改变等离子体射流的方向,研究了不同方向的等离子体射流对空腔噪声的抑制效果。
[Abstract]:The dielectric Barrier discharge Plasma Actuator (DBD-PA) has the advantages of simple structure, almost no additional load, fast response and adjustable control parameters. It can be used in boundary layer turbulence control, drag reduction and increase, noise suppression and so on. It has broad application prospect in aviation engineering. In this paper, the miniaturization of plasma exciters is studied, and the variation of induction speed and power with signal waveform, excitation voltage, signal frequency and electrode spacing is analyzed. The working characteristics of plasma exciter under different schemes are compared. The characteristics of initial vortex induced by dielectric barrier discharge (DBD) plasma at atmospheric pressure were studied by PIV technique and flow field display technique. For the first time, three kinds of initial vortex structures have been found simultaneously, and the growth process of main vortex and reverse vortex has been revealed. By comparing with the discharge current waveform and discharge image of the exciter, the mechanism of the initial vortex is revealed. The experimental results confirm the correctness of the mechanism of induced flow produced by dielectric barrier discharge plasma and the effect of temperature rise on the surrounding flow field. Heat the surrounding fluid, causing upward buoyancy of the surrounding fluid. Based on the experimental platform of plasma exciter of dielectric barrier discharge at atmospheric pressure, the active control of cavity noise is studied. The array of directional or spanned exciters is arranged upstream of the cavity. It is proved that the effect of two kinds of arrangement on the suppression of cavity noise is verified. At the same time, it is found that the size of the effective luminous plasma region in the direction of the incoming flow is the key factor affecting the effect of cavity noise suppression, and the direction of the plasma jet is changed by changing the electrode arrangement of the exciter. The effect of plasma jet in different directions on cavity noise suppression is studied.
【学位授予单位】:上海交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:V216;TB535

【参考文献】

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本文编号:2089374

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