為了研究單介質(zhì)阻擋放電（SDBD）等離子體激勵對平板氣膜冷卻性能的影響,采用數(shù)值求解耦合等離子體電動激勵力的雷諾時均Navier-Stokes（RANS）方程組的方法,利用已有的實驗數(shù)據(jù)考核了等離子體線性化激勵模型和數(shù)值求解方法的有效性,獲得了6種歸一化激勵強度、5種歸一化激勵頻率和3種吹風比條件下,存在SDBD等離子體激勵時壁面的氣膜冷卻效率分布及其附近的流場結(jié)構,并與無等離子體激勵的氣膜冷卻工況進行了對比。研究結(jié)果表明:與無SDBD等離子體激勵時相比,施加SDBD等離子體激勵顯著提升了平板氣膜冷卻性能,抑制了氣膜孔下游腎形渦對的發(fā)展,使近壁面流向速度梯度增大、流向速度峰值提升、冷氣沿展向及流向的覆蓋范圍均擴大。當歸一化激勵強度由40增至140時,平板氣膜冷卻效率顯著提高;當歸一化激勵強度為100時,中心線及展向平均氣膜冷卻效率的極值分別比無SDBD等離子體激勵的工況提高了105%及200%。當歸一化激勵頻率由1.25增至6.25時,平板氣膜冷卻效率也逐漸提升;與無SDBD等離子體激勵的工況相比,當歸一化激勵頻率為3.75時,中心線及展向平均氣膜冷卻效率極值分別提升了75%及100%... 

【文章來源】：西安交通大學學報. 2020,54(11)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：11 頁

【部分圖文】：

平板氣膜冷卻計算域及邊界條件

SDBD等離子體激勵器的安裝位置

圖3a給出了非對稱SDBD等離子體激勵器的結(jié)構示意圖，當施加1～30kV、50 Hz～20kHz的正弦電壓時，首先在絕緣介質(zhì)上側(cè)形成激勵電場，流經(jīng)該電場的外界氣流發(fā)生離解和電離產(chǎn)生等離子體，如陰影區(qū)域P所示。該激勵電場為類三角形區(qū)域，上極板尾緣處電場線密集且電場強度最大（對應圖3b中黑色加粗區(qū)域），絕緣介質(zhì)表面電場線疏散且電場強度較小[16]。基于等離子體區(qū)域電場線及場強的分布特點，圖3b給出了線性化等離子體激勵模型，據(jù)此可將+X及-Y軸方向的定常平均有效激勵力Fxa及Fya分別表示為外加電壓有效值Ua、交變頻率f、極板流向間距L、等離子體區(qū)域法向高度a及流向長度b等變量的函數(shù)[16-17]。在本文計算中，線性化激勵模型的參數(shù)取值如表2所示。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]大氣壓放電等離子體研究進展綜述[J]. 李和平,于達仁,孫文廷,劉定新,李杰,韓先偉,李增耀,孫冰,吳云.  高電壓技術. 2016(12)



本文編號：3285400