本文關(guān)鍵詞： 等離子體 介質(zhì)阻擋放電 流動控制 翼型結(jié)冰 翼型防冰　出處：《西北工業(yè)大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：作為一種新概念的主動流動控制技術(shù),等離子體流動控制具有尺寸小、重量輕、反應(yīng)迅速、頻帶響應(yīng)寬等優(yōu)勢,已在國內(nèi)外成為了熱門的研究課題。納秒脈沖介質(zhì)阻擋放電(NSDBD)是近幾年提出的新型等離子體流動控制技術(shù),通過快速放電加熱局部流動,形成流場擾動,能有效控制低速、高速邊界層分離,同時考慮到NSDBD工作中產(chǎn)生的高溫高壓作用,將其應(yīng)用到翼型防冰領(lǐng)域。本文的主要工作分為兩部分。第一部分工作為納秒脈沖等離子體控制翼型流動分離的數(shù)值模擬研究。采用NSDBD非均勻單區(qū)唯相學(xué)模型與流動方程耦合的模擬方式,獲得了與實驗結(jié)果一致的壓縮-膨脹波的波形結(jié)果。模擬了NSDBD對不同雷諾數(shù)下翼型大迎角分離的控制效果,探究了其控制翼型流動分離的機理。同時研究了NSDBD等離子體激勵強度和激勵頻率等因素對流動控制效果的影響,給出了不同雷諾數(shù)下NSDBD激勵參數(shù)與激勵效果的對應(yīng)關(guān)系。第二部分工作為納秒脈沖等離子體翼型防冰的數(shù)值模擬研究。發(fā)展了二維翼型結(jié)霜冰的非定常算法,數(shù)值模擬了典型霜冰條件下翼型的結(jié)冰特性,并分析了積冰對翼型氣動特性的影響。耦合NSDBD唯相學(xué)能量模型,數(shù)值模擬了其在翼型防冰中的效果,分析得出其防冰機理主要包括兩方面:1)近壁面沖擊波流動效應(yīng);2)近壁區(qū)域和表面高溫、蒸發(fā)效應(yīng)。研究了NSDBD等離子體電極分布、激勵強度和激勵頻率等因素對翼型防冰效果的影響。
[Abstract]:As a new concept of active flow control technology, plasma flow control has the advantages of small size, light weight, rapid response, wide frequency band response and so on. Nanosecond pulse dielectric barrier discharge (NSDBD) is a new plasma flow control technology proposed in recent years. It can effectively control low velocity by heating local flow by rapid discharge. High speed boundary layer separation, taking into account the high temperature and high pressure effect in NSDBD operation, The main work of this paper is divided into two parts. The first part is the numerical simulation of flow separation of airfoil controlled by nanosecond pulsed plasma. The NSDBD nonuniform single-zone phaseology model is used to simulate the flow separation of airfoil. The simulation of the coupling of flow equations, The waveforms of compression-expansion wave are obtained in accordance with the experimental results. The control effect of NSDBD on the separation of airfoils at high angle of attack at different Reynolds numbers is simulated. The mechanism of controlling the flow separation of airfoil is discussed, and the influence of NSDBD plasma excitation intensity and excitation frequency on the flow control effect is also studied. The relationship between NSDBD excitation parameters and excitation effect at different Reynolds numbers is given. In the second part, the numerical simulation of nanosecond pulsed plasma airfoils is carried out, and the unsteady algorithm for frosting of two-dimensional airfoils is developed. The icing characteristics of airfoil under typical frost ice condition are numerically simulated, and the influence of ice accumulation on aerodynamic characteristics of airfoil is analyzed. The coupled NSDBD phase-only energy model is used to simulate the effect of icing on airfoil anti-icing. The results show that the antiicing mechanism mainly includes two aspects: 1) the shock wave flow near the wall and 2) the high temperature and evaporation effect in the near wall and surface. The distribution of NSDBD plasma electrode is studied. The effect of excitation intensity and frequency on the anti-ice effect of airfoil.
【學(xué)位授予單位】：西北工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：V211.41;V321.229

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 吳云;李應(yīng)紅;;等離子體流動控制研究進(jìn)展與展望[J];航空學(xué)報;2015年02期

2 郝琳召;張彬乾;陳真利;;納秒等離子體激勵控制翼型流動分離機理研究[J];航空工程進(jìn)展;2014年01期

3 倪芳原;史志偉;杜海;;納秒脈沖等離子體激勵器用于圓柱高速流動控制的數(shù)值模擬[J];航空學(xué)報;2014年03期

4 張麗芬;劉振俠;胡劍平;;機翼三維結(jié)冰數(shù)值模擬[J];航空計算技術(shù);2013年01期

5 常士楠;楊秋明;李延;;翼型表面結(jié)冰準(zhǔn)定常數(shù)值模擬[J];空氣動力學(xué)學(xué)報;2011年03期

6 李應(yīng)紅;吳云;梁華;宋慧敏;賈敏;;提高抑制流動分離能力的等離子體沖擊流動控制原理[J];科學(xué)通報;2010年31期

7 周志宏;李鳳蔚;李廣寧;;基于兩相流歐拉方法的翼型結(jié)冰數(shù)值模擬[J];西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2010年01期

8 常士楠;艾素霄;陳余;袁修干;;一種飛機機翼表面結(jié)冰過程仿真方法[J];系統(tǒng)仿真學(xué)報;2008年10期

9 陳維建,張大林;瘤狀冰結(jié)冰過程的數(shù)值模擬[J];航空動力學(xué)報;2005年03期

10 楊倩,常士楠,袁修干;水滴撞擊特性的數(shù)值計算方法研究[J];航空學(xué)報;2002年02期

，

本文編號：1543701