新型锯齿形等离子体激励器布局对翼型的流动分离控制

发布时间：2024-05-18 01:24

　　翼型的流动分离控制在工程中具有重要的意义。流动分离,是指飞行器在飞行过程中,随着翼型攻角的增大,翼型吸力面的边界层在逆压梯度的作用下与壁面发生分离,并在翼型后方形成较大的尾流区,从而造成飞行器的失速。基于此背景,我们使用等离子体激励技术对其进行控制,并分析了相关的流动控制机理,对等离子体激励器的布局结构进行了改进,以此来进一步提升在高雷诺数下的控制效果。本文研制了一种新型布局方式的锯齿形等离子体激励器,在雷诺数为0.77×10⁵～3.0×10⁵的范围内对NACA 0015翼型进行流动分离控制。主要在以下几个方面展开研究:首先测量了在不同激励模态下新型激励器对翼型气动性能的提升,找出不同雷诺数下所对应的最佳控制参数值并进行分析;通过热线风速仪实验测量,研究流场中旋涡结构的发展与脱落的情况,分析不同工况和位置处流场结构的变化,并找出了瞬时升力剧烈波动的原因;通过烟线流动显示与二维粒子图像测速仪实验,重点探究了新型激励器的流动分离控制机理。对于翼型气动性能的提升,新型布局方式的激励器相较于传统的激励器控制效果更佳:雷诺数为0.77×10^5...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1-1不同工况下，翼型的烟线流动显示图[7]，a)自然状态;b)等离子体激励控制

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-2-过导通高压交流电将空气电离成等离子体形态，并在电场力和热效应的作用下定向加速运动，在局部形成微小的扰动源，从而改变整个近壁面流场的形态与物理性质，实现较大尺度下的流动控制。在低雷诺数下，等离子体控制技术能够改变流动分离剪切层的结构，若将其应用在....

图1-2DBD等离子体激励器的构造示意图[56]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-5-图1-2DBD等离子体激励器的构造示意图[56]国内外的学者们主要从两个方面对激励器进行改进：其一是改变其物理结构与布局方式，以提高诱导射流速度并延长放电区域，用于改善在高雷诺数下的控制效果；其二是改变施加的激励模态，通过不同的调制波形来增强激....

图1-3新型锯齿形等离子体激励器的构造简图[8]

子自由程延长。另一方面，使用改变激励器电极形状的方法也可以增大诱导射流速度，因为电极形状会影响放电模态，从而改善激励器周围的物性参数。由于电极沿展向的不规则，通电后表面电荷的密度是沿展向周期性变化的，故产生的诱导射流的速度方向也会改变，增大了局部扰动从而更大程度的改变大尺度流场的....

图1-4不同的激励器串联电极布局方法[21]

哈尔滨工业大学工学硕士学位论文-7-流速度可达到11m/s，该激励器构造如图1-4所示。除了多对激励器阵列的布置方式以外，还可使用新型的掩埋电极方法。Erfani等人[44-45]使用增加掩埋电极的新型电极布局方式来进行建模仿真，并与实验得到的射流速度对比，从而找到了掩埋电极最佳....

本文编号：3976249