激励器结构对三电极等离子体高能合成射流流场及其冲量特性的影响

作     者：张宇 罗振兵 李海鹏 王林 夏智勋 Zhang Yu;Luo Zhenbing;Li Haipeng;Wang lin;Xia Zhixun

作者机构：国防科学技术大学航天科学与工程学院湖南长沙410073 中国国防科技信息中心北京100142 

基　　金：国家自然科学基金(11372349) 全国优秀博士论文作者专项资金(201058) 国防科技大学杰出青年基金(CJ110101) 

出 版 物：《空气动力学学报》 (Acta Aerodynamica Sinica)

年 卷 期：2016年第34卷第6期

页      码：783-789页

摘      要：等离子体激励器以其结构简单、响应速度快、环境适应性强等优势,已成为主动流动控制技术和流体力学研究的前沿与热点。相比于传统两电极激励器,三电极等离子体高能合成射流激励器具有更高的能量效率,形成射流冲量更大,有望成为新型快响应直接力产生装置。为揭示激励器结构对射流流场和冲量特性的影响规律,进而优化激励器结构参数,利用电参数测量装置、高速阴影系统及自主设计的单丝扭摆式微冲量测量系统对不同射流孔径、腔体体积和电极间距的三电极激励器放电特性、射流流场及其冲量进行了实验研究。为对比激励器在不同工况条件下的工作特性,定义无量纲能量沉积ε和无量纲射流冲量I*,并分析了激励器结构参数对ε和I*的影响。结果表明对于给定无量纲能量沉积ε,激励器存在最优射流孔径;激励器无量纲能量沉积ε和无量纲射流冲量I*随腔体体积增加而减小,随激励器电极间距增加而增加;射流强度及其流场影响区域随腔体体积增加而减小,随激励器电极间距增加而增加。对比不同腔体体积和电极间距工况条件下I*随ε的变化可知,为设计具有较好射流冲量水平的激励器,在相同无量纲能量沉积ε条件下,应尽量增大激励器无量纲射流冲量I*。当设计激励器无量纲能量沉积ε小于初始工况时,应增大初始工况激励器腔体体积使无量纲能量沉积ε降低至设计值;当设计激励器无量纲能量沉积ε大于初始工况时,应增大初始工况激励器电极间距使无量纲能量沉积ε增加至设计值,使设计激励器具有较好的射流冲量水平。

主 题 词：等离子体合成射流 高速阴影 单丝扭摆 结构参数 主动流动控制 能量沉积 射流冲量 射流流场 

学科分类：080704[080704] 080103[080103] 08[工学] 0807[工学-电子信息类] 0805[工学-能源动力学] 0802[工学-机械学] 0703[理学-化学类] 0701[理学-数学类] 0702[理学-物理学类] 0812[工学-测绘类] 0801[工学-力学类] 

核心收录：

D　O　I：10.7638/kqdlxxb-2015.0002

馆 藏 号：203210020...