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《基于微射流控制的斜坡流研究》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文基于微射流控制的斜坡流研究TURBULENTRAMPFLOWCONTROLUSINGSPANWISEUNSTEADYSLOTJET劉兆虎哈爾濱工業(yè)大學(xué)2017年12月國(guó)內(nèi)圖書分類號(hào)：O355學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書分類號(hào)：533.6密級(jí)：公開工程碩士學(xué)位論文基于微射流控制的斜坡流研究碩士研究生：劉兆虎導(dǎo)師：周裕教授申請(qǐng)學(xué)位：工程碩士學(xué)科：動(dòng)力工程所在單位：深圳研究生院答辯日期：2017年12月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:O355U.D.C:533.6Adissertationsubmitte
2、dinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheprofessionaldegreeofMasterofEngineeringTURBULENTRAMPFLOWCONTROLUSINGSPANWISEUNSTEADYSLOTJETCandidate：LiuZhaohuSupervisor：Prof.ZhouYuAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：PowerEngineeringAffiliation：ShenzhenGradu
3、ateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要背向斜坡流動(dòng)作為典型的流動(dòng)分離情況，近些年在數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)中都被廣泛研究。本文針對(duì)Re4°h=9.4×10（與斜坡高度有關(guān)的雷諾數(shù)）的25背向斜坡流動(dòng)分離現(xiàn)象進(jìn)行實(shí)驗(yàn)研究，通過放置在斜坡上游2mm處的展向狹縫激勵(lì)器的非定常吹氣控制，減小再循環(huán)氣泡長(zhǎng)度，從而抑制流動(dòng)分離現(xiàn)象。實(shí)驗(yàn)中分別對(duì)激勵(lì)器定常吹氣和非定常吹氣兩種情況下的出口速度進(jìn)行了測(cè)量，驗(yàn)證了
4、激勵(lì)器設(shè)計(jì)符合實(shí)驗(yàn)預(yù)期。通過對(duì)激勵(lì)器吹氣幅值、頻率和占空比進(jìn)行三參數(shù)研究，得到激勵(lì)器的最優(yōu)控制參數(shù)，并在無控制和最優(yōu)控制參數(shù)兩種情況下用熱線風(fēng)速儀、粒子影像測(cè)速儀以及壓力掃描閥等實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)流場(chǎng)進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)測(cè)量結(jié)果分析控制機(jī)理。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，斜坡上游激勵(lì)器的最優(yōu)控制參數(shù)為頻率fe=130Hz，占空比duty-cycle=40%，常開流量Qstd=55L/min。與無控制情況相比，最優(yōu)控制參數(shù)情況下再循環(huán)氣泡長(zhǎng)度XR/h可減少40%，大大抑制了流動(dòng)分離現(xiàn)象，此時(shí)激勵(lì)器瞬時(shí)出口速度最大值u/U-4。主要控jetmax=0.08，動(dòng)量系數(shù)Cμ
5、=1.3×10∞制機(jī)理為激勵(lì)器的非定常吹氣增大了分離后的渦脫結(jié)構(gòu)，同時(shí)增強(qiáng)渦脫周期性，使得分離后的脫落渦結(jié)構(gòu)更快地打到下游平板上，從而達(dá)到減小再循環(huán)氣泡長(zhǎng)度的目的。通過粒子影像測(cè)速數(shù)據(jù)研究發(fā)現(xiàn)，激勵(lì)器的非定常吹氣在分離點(diǎn)上游的邊界層內(nèi)添加了擾動(dòng)，使得分離后斜坡上方的湍動(dòng)能大大增加，湍流混合程度增強(qiáng)，雷諾應(yīng)力相應(yīng)提高，促進(jìn)了剪切層內(nèi)的動(dòng)量傳遞，導(dǎo)致剪切層向斜坡表面傾斜，增大了斜坡表面的負(fù)壓區(qū)，使再循環(huán)氣泡運(yùn)動(dòng)范圍更加貼近斜坡表面，故相比于無控制情況，控制后斜坡段表面壓力系數(shù)會(huì)有明顯下降。關(guān)鍵詞：流動(dòng)分離控制；斜坡流；微射流；非定常吹氣IAb
6、stractAbstractBackward-facingramp,asatypicalphenomenonofflowseparation,hasbeenextensivelystudiedinbothsimulationandexperimentinrecentyears.Thecontrolofatwo-dimensionalturbulentflowseparationfroma25°backward-facingrampisexperimentallystudiedusinganunsteadyupstreamblowingth
7、roughaspanwiseslitwithaviewtoreducingtherecirculationbubblelength.TheReynoldsnumber,basedontherampheightis9.4×104.Threecontrolparametersareexamined,i.e.theblowingamplitude,frequencyandduty-cycle.Theflowismeasuredextensivelywithandwithoutcontrolusingtechniquessuchashot-wir
8、eanemometry,particleimagevelocimetryandpressurescanner.Andanalyzethecontrolmechanismoftheactuato
