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《介質(zhì)阻擋放電等離子體對近壁區(qū)流場的控制的實驗研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第+’卷第-期#%%&年-月物理學報H<3)+’，G<)-，IJ5)，#%%&!%%%/$#&%>#%%&>+（’%-）>,%#-/%’?@A?BCDEF@?EFGF@?!#%%&@K25)BKLM)E<;)"""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""""介質(zhì)阻擋放電等離子體對近壁區(qū)流場的控制的實驗研究!!）"#）!）$）$）!）!）李鋼李軼明徐燕驥張翼李漢明聶超群朱俊強!）（中國科學院工程熱物理研究所先進能源動力實驗室，北京!%%!&%）#）
2、（北京提賽流速測量研究中心，北京!%%’(!）$）（中國科學院物理研究所光物理實驗室，北京!%%!&%）（#%%(年’月#%日收到；#%%’年&月!’日收到修改稿）采用粒子圖像測速儀對介質(zhì)阻擋放電等離子體在靜止流場中誘導(dǎo)出的速度場、等離子體激勵對平板附面層的改變進行了研究)實驗結(jié)果表明，等離子體激勵作用主要集中在近壁面附近；激勵電壓與誘導(dǎo)速度近似為線性關(guān)系，激勵頻率對誘導(dǎo)速度的影響不大)將等離子體流動控制原理初步歸納為撞擊效應(yīng)和熱效應(yīng)，并通過數(shù)值模擬的方法研究了熱效應(yīng)對等離子體激勵誘導(dǎo)速度場的影響)數(shù)值模擬結(jié)果表明，在無
3、來流的情況下等離子體熱效應(yīng)對流場的影響比較明顯，使局部水平方向速度大小提高近$%*)簡要介紹了提高等離子體激勵強度的方法)關(guān)鍵詞：介質(zhì)阻擋放電等離子體，流動控制，邊界層!"##：+!&%，,(&%，+#&%勵”這一新概念的主動流動控制技術(shù)，其所采用的等!=引言離子體氣動激勵，是以等離子體為載體，對流場施加的一種可控擾動，具有結(jié)構(gòu)簡單、施加的氣動激勵作在流體力學研究領(lǐng)域，流動控制是一個重要的用頻帶寬、激勵參數(shù)便于實時控制、響應(yīng)迅速、能耗研究方向)人們已經(jīng)探索了幾種改變和控制流場的較低等優(yōu)點)［!］方法，主要分為主動控制和被
4、動控制兩大類)被動本文所使用的等離子體激勵器構(gòu)成如圖!所控制方法不需要輸入外部能量，文獻中公開的被動［#］［$］控制方法有在邊界層加肋、開槽、布置粗糙單［,］元等)主動控制方法需要輸入外部能量，但具有便于控制的優(yōu)點，可以根據(jù)需要而打開或關(guān)閉)主動控［+］［-］制方法包括表面運動、連續(xù)或間斷的吸吹，以及［(］以激光、電子束、等離子體等為載體輸入能量的方法)等離子體流動控制是通過等離子體對其周圍氣流施加定向作用力來改善氣動部件動力特性的一種技術(shù)手段，對于提升飛行器和航空發(fā)動機氣動性能具有重要意義，目前已成為國際上的研究熱點)
5、人們圖!等離子體激勵器簡圖［’］對介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵在提高機翼升力、低壓透平葉柵流動分離控制［&］、壓氣機擴穩(wěn)［!%，!!］、改示)在絕緣材料（石英玻璃片）兩側(cè)非對稱地布置兩善無人駕駛飛機的氣動性能［!#］等方面開展了基礎(chǔ)塊金屬電極，一塊電極裸露在周圍的空氣中，另一塊性研究)等離子體流動控制是基于“等離子體氣動激電極嵌在絕緣材料里)在高壓高頻交流電的作用下，!國家自然科學基金（批準號：+%-(-%&,，+%-(-%&+，+%((-%’-，+%($-%%(）資助的課題)"./0123：32415467829254%!
6、%:!-$);<0=期李鋼等：介質(zhì)阻擋放電等離子體對近壁區(qū)流場的控制的實驗研究&)’I可在嵌入絕緣材料內(nèi)的電極上方生成弱電離的低溫圖’可見等離子體誘導(dǎo)的流動使水蒸汽流向偏轉(zhuǎn)，等離子體，通過離子與中性氣體分子的碰撞向邊界隨著激勵電壓的增大水蒸汽流向偏轉(zhuǎn)角度也增大!層輸送能量，誘導(dǎo)出空氣射流，加速邊界層內(nèi)的氣體等離子體流動控制是一個交叉學科，涉及到流流動!文獻［"#］利用平面激光誘導(dǎo)熒光技術(shù)對介質(zhì)體力學、等離子體物理學、電工學、熱力學、材料學、阻擋放電過程中產(chǎn)生的痕量組分$%進行了檢測；化學等諸多學科；因而等離子體的診斷方法
7、也是多文獻［"&］利用紅外熱像儀研究了介質(zhì)阻擋放電過程種多樣，可以采用光譜學、質(zhì)譜學、電工學、聲學、熱中的熱量交換過程!可以把等離子體對周圍氣體的學、力學、流場測量等方法!本文采用流場測量方法，作用力稱為電動力，圖’是對電動力的直觀認識，由研究等離子體的流動控制效果!圖’等離子體誘導(dǎo)的流動使水蒸汽流向偏轉(zhuǎn)圖（(）)*+，（,）"’*+，（-）".*+，（/）’)*+，（0）’"*+’1實驗系統(tǒng)實驗布局如圖#所示!實驗中使用的二維粒子圖像測速儀（23+）測量系統(tǒng)由激光器、激光器電源、445相機、同步器、透鏡組、導(dǎo)光臂、24
8、機等組成!采用兩臺獨立的678激光器，單脈沖激光能量可達"’)9:，由同步器控制兩激光脈沖的時間間隔，最短可達"；445像素為"’.)<")’&；采用定焦鏡頭，!;根據(jù)不同視場大小要求，鏡頭焦距分別采用’.99圖#丘形物流動分離控制23+實驗布局圖（大區(qū)域）和=)99（小區(qū)域）；通過由柱面鏡和球面鏡組成的透鏡組形成片
