本文關(guān)鍵詞：介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)機(jī)翼的流動(dòng)控制研究

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【摘要】：在飛行器上應(yīng)用流動(dòng)控制可有效改善飛行器的受力狀態(tài),減少阻力、增加升力、增大升阻比,從而改善飛行器的氣動(dòng)性能。介質(zhì)阻擋等離子體流動(dòng)控制技術(shù)作為一種新型的主動(dòng)控制技術(shù),通過控制飛行器表面邊界層的分離,能有效地提高飛機(jī)器的升阻比和失速迎角。本文通過結(jié)合CFD和試驗(yàn)手段,研究了介質(zhì)阻擋等離子體對(duì)機(jī)翼流場(chǎng)的影響,總結(jié)了等離子體激勵(lì)對(duì)機(jī)翼的作用規(guī)律,探索了等離子體控制邊界層分離的作用機(jī)理。全文主要內(nèi)容如下:根據(jù)研究問題需要建立了介質(zhì)阻擋等放電離子體流動(dòng)控制技術(shù)的數(shù)值模擬方法;確立了測(cè)力試驗(yàn)、PIV試驗(yàn)和連續(xù)片光試驗(yàn)的試驗(yàn)方法和試驗(yàn)方案。以NACA23018翼型和某運(yùn)輸機(jī)后掠多段翼為研究對(duì)象,通過在機(jī)翼表面不同位置布置介質(zhì)阻擋等離子體激勵(lì)器,研究了激勵(lì)器位置、激勵(lì)電壓、激勵(lì)頻率、來流速度、電極間距、電極長度、激勵(lì)器型式等參數(shù)對(duì)控制效果的影響;對(duì)比了多個(gè)激勵(lì)器作用和單個(gè)激勵(lì)器作用控制效果的差異,探討了多個(gè)激勵(lì)器耦合作用規(guī)律。研究發(fā)現(xiàn):在流動(dòng)分離點(diǎn)附近施加激勵(lì)控制效果最好;隨著激勵(lì)電壓和激勵(lì)頻率增加,控制效果逐漸增強(qiáng);隨來流風(fēng)速增加控制效果逐漸減弱;與單個(gè)激勵(lì)器相比,多個(gè)激勵(lì)器耦合作用優(yōu)勢(shì)明顯,能達(dá)到“1+12”的效果。為捕捉等離子激勵(lì)與流場(chǎng)耦合作用變化的全過程,通過連續(xù)片光技術(shù)研究發(fā)現(xiàn),施加控制后,電極上方會(huì)產(chǎn)生一股穩(wěn)定的射流,該誘導(dǎo)射流與邊界層內(nèi)氣流相互作用,加強(qiáng)邊界層內(nèi)外摻混,增加邊界層抵抗分離的能力,從而使翼型上表面的分離區(qū)減小,達(dá)到了增升減阻的目的。應(yīng)用PIV流動(dòng)測(cè)量技術(shù),記錄了等離子作用后多段翼繞流的變化過程,揭示了介質(zhì)阻擋等離子體改變邊界層分離的作用機(jī)理,為介質(zhì)阻擋等離子體流動(dòng)控制在高升力復(fù)雜構(gòu)型上的應(yīng)用提供了參考。最后,歸納了介質(zhì)阻擋放電等離子體流動(dòng)控制中激勵(lì)參數(shù)的控制規(guī)律,總結(jié)了介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)機(jī)翼進(jìn)行控制的作用機(jī)理。本文以介質(zhì)阻擋放電等離子體為控制手段,研究了該技術(shù)對(duì)機(jī)翼的控制規(guī)律和作用機(jī)理。通過對(duì)激勵(lì)參數(shù)進(jìn)行優(yōu)化,總結(jié)了一套有效的控制方法,研究為復(fù)雜構(gòu)型的流動(dòng)控制提供了一定參考。所采用的介質(zhì)阻擋放電流動(dòng)控制方法可以為高升力構(gòu)型的增升、減阻提供了新的思路。
【關(guān)鍵詞】：介質(zhì)阻擋 等離子體 流動(dòng)控制 高升力構(gòu)型 PIV
【學(xué)位授予單位】：中國空氣動(dòng)力研究與發(fā)展中心
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：V211.41
【目錄】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 第一章 引言9-19
• §1.1 研究背景及意義9
• §1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)9-16
• §1.2.1 國外研究現(xiàn)狀9-15
• §1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀15-16
• §1.2.3 發(fā)展趨勢(shì)16
• §1.3 本文的研究內(nèi)容16-19
• 第二章 介質(zhì)阻擋放電等離子體流動(dòng)控制方法19-35
• §2.1 等離子體激勵(lì)器19
• §2.2 數(shù)值模擬方法19-26
• §2.2.1 物理模型19-23
• §2.2.2 算例驗(yàn)證23-26
• §2.3 測(cè)力試驗(yàn)方法26-30
• §2.3.1 試驗(yàn)設(shè)備26-29
• §2.3.2 試驗(yàn)方案29
• §2.3.3 試驗(yàn)條件和方法29-30
• §2.4 PIV試驗(yàn)方法30-33
• §2.4.1 PIV原理30-31
• §2.4.2 PIV測(cè)速系統(tǒng)31
• §2.4.3 試驗(yàn)裝置31-32
• §2.4.4 試驗(yàn)方法32-33
• §2.5 連續(xù)片光試驗(yàn)方法33-34
• §2.6 本章小結(jié)34-35
• 第三章 介質(zhì)阻擋等離子體提高平直兩段翼氣動(dòng)性能的流動(dòng)控制研究35-55
• §3.1 等離子體與氣流耦合作用機(jī)制35-37
• §3.2 兩段翼型的流動(dòng)控制數(shù)值模擬研究37-48
• §3.2.1 基本設(shè)置37-38
• §3.2.2 未施加等離子體控制38-39
• §3.2.3 激勵(lì)位置對(duì)控制效果的影響39-42
• §3.2.4 來流速度對(duì)控制效果的影響42-43
• §3.2.5 激勵(lì)電壓對(duì)控制效果的影響43-45
• §3.2.6 串聯(lián)激勵(lì)器對(duì)控制效果的影響45-48
• §3.3 兩段翼型的流動(dòng)控制試驗(yàn)研究48-54
• §3.3.1 模型48-49
• §3.3.2 激勵(lì)位置對(duì)控制效果的影響49-50
• §3.3.3 來流速度對(duì)控制效果的影響50-52
• §3.3.4 絲線流態(tài)顯示試驗(yàn)52
• §3.3.5 PIV試驗(yàn)結(jié)果52-53
• §3.3.6 本節(jié)小結(jié)53-54
• §3.4 本章小結(jié)54-55
• 第四章 介質(zhì)阻擋等離子體提高大展弦比后掠翼氣動(dòng)性能的流動(dòng)控制研究55-71
• §4.1 電極沿展向布置對(duì)巡航構(gòu)型控制效果的影響55-61
• §4.1.1 激勵(lì)參數(shù)對(duì)控制效果的影響55-61
• §4.2 電極沿弦向布置對(duì)巡航構(gòu)型控制效果的影響61-65
• §4.2.1 電極沿弦向布置的作用機(jī)理61-63
• §4.2.2 激勵(lì)參數(shù)對(duì)控制效果的影響63-65
• §4.3 介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)起飛構(gòu)型的影響65-70
• §4.3.1 測(cè)力試驗(yàn)研究66-68
• §4.3.2 PIV試驗(yàn)研究68-70
• §4.4 本章小結(jié)70-71
• 結(jié)束語71-73
• 論文主要研究成果71-72
• 今后工作展望72-73
• 致謝73-75
• 個(gè)人簡歷75-77
• 參考文獻(xiàn)77-80

【相似文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前10條

1 程邦勤;孫權(quán);蘇長兵;李益文;喻永貴;;磁流體流動(dòng)控制在航空工程中的應(yīng)用與發(fā)展[J];空軍工程大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2010年02期

2 許統(tǒng)華;明曉;;非定常擾動(dòng)流動(dòng)控制新方法[J];江蘇航空;2009年S1期

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5 李棟,葉正寅,宋筆鋒,喬志德;利用微氣囊擾動(dòng)進(jìn)行流動(dòng)控制的數(shù)值模擬研究[J];空氣動(dòng)力學(xué)學(xué)報(bào);2002年02期

6 謝永慧;申仲e，

本文編號(hào)：642403