等离子体激励改善增升装置气动性能研究

发布时间：2021-03-27 01:28

　　增升装置是传统构型飞机必不可少的组成部分,其上表面流动在攻角增大时易发生分离而导致升力减小阻力剧增,故增升装置的气动特性密切关系到飞机起降阶段的性能。为抑制流动分离并尽可能增升减阻,将介质阻挡放电等离子体激励器作为一种主动流动控制方式布置于增升装置附近,由放电引起带电粒子迁移产生的局部扰动影响襟翼周围的流动,从而在一定程度上改善其气动性能。选取GA（W）-1翼型及其29%襟翼作为研究对象,在分析原有流场的基础上,首先用数值模拟的方法对激励器的作用效果进行研究。选取五个不同的激励器布置位置,控制其他放电参数不变对比流动控制效果。结果表明激励器布置位置对整个翼型气动性能的影响有明显差异,其中主翼上表面紧邻后缘处的增升效果最好,升力系数增加18%且可将失速攻角推迟约2°;主翼下表面紧邻后缘处综合控制效果最好,升阻比增加可达15%。调整放电频率、脉宽、能量三个参数,通过流场结果对比可知,频率增大会强化原有控制效果;脉宽在100ns至200ns时的控制效能最好;放电能量则不宜超过10¹⁴W/m²。同时进行了同翼型展弦比为5:3的平直机翼等离子体主动流动... 

【文章来源】：南京航空航天大学江苏省 211工程院校

【文章页数】：92 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

机械式襟翼

粒子本身就不带电而呈现电中性，等离子体是由带有电荷的离子、电子组成。此下普通气体的粒子主要通过弹性碰撞对彼此产生作用，这种作用属于短程的牛顿沿折线运动。而等离子体内部的众多带电粒子靠非弹性碰撞的方式实现对彼此的作程的库仑力，因此粒子运动沿曲线运动。等离子体的分类图 2.1，从等离子体的温度角度出发，可以将其划分为低温等离子体与高温等离子低温的划分以 104K 等离子焰的温度为界）。高温的等离子体在放电过程中会产生粒子，二者的温度都处于很高水平且近似相等；低温的等离子体的放电过程则呈现的温度远高于重粒子的温度这种现象，但是体系整体上仍然处于低温状态。其中低子体又可以被划为冷等离子体和热等离子体两个分支。在这一级的分类中，冷等离子的温度可以达到 103K 以上，同时重粒子的温度则非常低，常见的放电等离子体电晕放电都属于冷等离子体的范围。热等离子体由于电子同重粒子在温度上相差整体对外可以达到近似于热力学平衡的状态，常见的如高频等离子体、电弧放电都离子体范畴。

图 2.2 等离子体性质的描述是电子密度，εn 是电子能量密度，eμ 和εμ 是电子、电子能量的迁，E 是电场强度，方程源项eR 和εR 通常由化学计量法决定，写作的粒子扩散方程： k k kρ n ρ U n Rt kj 是扩散通量向量，kR 是粒子 k 的速率，代表单位时间单位体积内混合物的体积质量，kn 指代粒子中第 k 种粒子的质量分数。关于极作电子出口，介质层的表面则被设置为物面，相关方程：0e ε n n 0e en nx y 密度及其能量的通量；离子上电极和介质层表面均被设置为物面：k kn n0


本文编号：3102614