翼型的流動分離控制在工程中具有重要的意義。流動分離,是指飛行器在飛行過程中,隨著翼型攻角的增大,翼型吸力面的邊界層在逆壓梯度的作用下與壁面發(fā)生分離,并在翼型后方形成較大的尾流區(qū),從而造成飛行器的失速。基于此背景,我們使用等離子體激勵技術(shù)對其進行控制,并分析了相關(guān)的流動控制機理,對等離子體激勵器的布局結(jié)構(gòu)進行了改進,以此來進一步提升在高雷諾數(shù)下的控制效果。本文研制了一種新型布局方式的鋸齒形等離子體激勵器,在雷諾數(shù)為0.77×10⁵～3.0×10⁵的范圍內(nèi)對NACA 0015翼型進行流動分離控制。主要在以下幾個方面展開研究:首先測量了在不同激勵模態(tài)下新型激勵器對翼型氣動性能的提升,找出不同雷諾數(shù)下所對應(yīng)的最佳控制參數(shù)值并進行分析;通過熱線風速儀實驗測量,研究流場中旋渦結(jié)構(gòu)的發(fā)展與脫落的情況,分析不同工況和位置處流場結(jié)構(gòu)的變化,并找出了瞬時升力劇烈波動的原因;通過煙線流動顯示與二維粒子圖像測速儀實驗,重點探究了新型激勵器的流動分離控制機理。對于翼型氣動性能的提升,新型布局方式的激勵器相較于傳統(tǒng)的激勵器控制效果更佳:雷諾數(shù)為0.77×10^5...

【文章頁數(shù)】：63 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

圖1-1不同工況下，翼型的煙線流動顯示圖[7]，a)自然狀態(tài);b)等離子體激勵控制

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-2-過導(dǎo)通高壓交流電將空氣電離成等離子體形態(tài)，并在電場力和熱效應(yīng)的作用下定向加速運動，在局部形成微小的擾動源，從而改變整個近壁面流場的形態(tài)與物理性質(zhì)，實現(xiàn)較大尺度下的流動控制。在低雷諾數(shù)下，等離子體控制技術(shù)能夠改變流動分離剪切層的結(jié)構(gòu)，若將其應(yīng)用在....

圖1-2DBD等離子體激勵器的構(gòu)造示意圖[56]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-5-圖1-2DBD等離子體激勵器的構(gòu)造示意圖[56]國內(nèi)外的學(xué)者們主要從兩個方面對激勵器進行改進：其一是改變其物理結(jié)構(gòu)與布局方式，以提高誘導(dǎo)射流速度并延長放電區(qū)域，用于改善在高雷諾數(shù)下的控制效果；其二是改變施加的激勵模態(tài)，通過不同的調(diào)制波形來增強激....

圖1-3新型鋸齒形等離子體激勵器的構(gòu)造簡圖[8]

子自由程延長。另一方面，使用改變激勵器電極形狀的方法也可以增大誘導(dǎo)射流速度，因為電極形狀會影響放電模態(tài)，從而改善激勵器周圍的物性參數(shù)。由于電極沿展向的不規(guī)則，通電后表面電荷的密度是沿展向周期性變化的，故產(chǎn)生的誘導(dǎo)射流的速度方向也會改變，增大了局部擾動從而更大程度的改變大尺度流場的....

圖1-4不同的激勵器串聯(lián)電極布局方法[21]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-7-流速度可達到11m/s，該激勵器構(gòu)造如圖1-4所示。除了多對激勵器陣列的布置方式以外，還可使用新型的掩埋電極方法。Erfani等人[44-45]使用增加掩埋電極的新型電極布局方式來進行建模仿真，并與實驗得到的射流速度對比，從而找到了掩埋電極最佳....

本文編號：3976249