基于等离子激励器吹吸效应的湍流边界层减阻

发布时间：2022-07-29 21:38

　　摩擦阻力总是和我们的日常生活息息相关。例如我们生活中经常接触的飞行器、铁路列车、轮船等运载工具,其运行中消耗的能量中的相当一部分用于在湍流边界层中克服摩擦阻力,如何实施减阻控制,以降低摩擦阻力,进而降低能源的损耗已经成为流体力学领域的前沿问题。本文通过利用介质阻挡放电（DBD）等离子体激励器的物理特性,对吹气（上游）-吸气（下游）以及吸气（上游）-吹气（下游）两种布局下的不同间距布局的控制方案进行研究,目的是找到减阻控制的最佳参数以及对相关机理进行探究。本实验在风洞中进行,基于动量厚度的雷诺数Re_θ=1450。本课题使用了射流强度系数σ=uj b/θU_∞（其中u_j与d分别是射流速度与狭缝宽度）作为控制参数的表征。本课题针对热线在测量等离子流的过程中可能产生的放电损坏提出了改进方案,改进后的测量装置将用于测量等离子射流所产生的结构以及相关区域的平均流向速度曲线。使用测力天平以及恒温热线风速仪（CTA）,测量不同激励器布局下阻力恢复区的长度以及减阻量的大小。最后,使用烟线以及粒子流动显示技术,在x-y的平面内的对控制前后的流... 

【文章页数】：68 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 湍流边界层
        1.2.2 湍流边界层控制
        1.2.3 等离子体激励器性能研究及减阻应用
    1.3 本文主要研究内容
第2章 实验方案
    2.1 闭式风洞实验平台
    2.2 平板湍流边界层实验平台
    2.3 等离子体激励器
    2.4 恒温热线测速仪测量
    2.5 热线风速仪的装置改进
    2.6 测力天平测量
    2.7 烟线流动显示测量
    2.8 等离子体激励器的射流速度无量纲化
        2.8.1 等离子体激励器的速度标定
        2.8.2 等离子体激励器射流速度无量纲化
第3章 实验结果与分析
    3.1 热线测量系统研究
        3.1.1 改进后热线测量系统的验证
    3.2 测力天平系统
        3.2.1 测力天平测量结果
    3.3 等离子诱导射流控制
        3.3.1 等离子诱导吸气-吹气控制的布局研究
        3.3.2 等离子诱导吹气-吸气控制的布局研究
        3.3.3 等离子诱导吸气-吹气的组合控制
        3.3.4 等离子诱导射流控制方案的对比
第4章 流动控制研究
    4.1 等离子体诱导射流组合的速度信号分析
        4.1.1 吸气-吹气组合全曲线速度信号分析
        4.1.2 吹气-吸气组合全曲线速度信号分析
    4.2 等离子体诱导射流组合的流动显示研究
        4.2.1 稳态控制下的流动可视化
        4.2.2 等离子体诱导吸气-吹气组合的烟线流动显示
        4.2.3 等离子体诱导吹气-吸气组合的烟线流动显示
        4.2.4 等离子体诱导双吹气组合的烟线流动显示
结论
参考文献
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]壁湍流相干结构和减阻控制机理[J]. 许春晓.  力学进展. 2015(00)

硕士论文
[1]等离子体激励器展向非稳态吹气实现湍流边界层减阻[D]. 林翠婷.哈尔滨工业大学 2019
[2]等离子体诱导吹气和吸气的湍流边界层的减阻控制研究[D]. 吴广伟.哈尔滨工业大学 2019
[3]基于等离子体激励器控制湍流边界层减阻的参数优化研究[D]. 彭倩.哈尔滨工业大学 2018
[4]基于等离子体驱动器控制湍流边界层的参数化研究[D]. 刘永超.哈尔滨工业大学 2017
[5]基于等离子激励器诱发流向涡的湍流边界层主动控制减阻[D]. 李昱澎.哈尔滨工业大学 2014



本文编号：3667229