【摘要】：本文基于電磁流體控制理論,結合數(shù)字信號處理技術和開關電源技術,設計用于流體邊界層控制實驗的電磁力控制系統(tǒng)。并在中型實驗水池中進行魚雷模型電磁減阻控制實驗。文章包括兩大部分。第一部分為湍流邊界層電磁力控制系統(tǒng)。文章分析了展向電磁力減小摩擦阻力機理,確定由控制電源和電磁激活板組成的電磁力控制系統(tǒng)方案。分析實驗指標,設計基于DSP2812的控制電源,從軟硬件角度具體闡述了控制電源設計方法和要點；分析電磁激活板設計方法,以魚雷模型為對象設計了與之配套的電磁激活板。第二部分為魚雷模型邊界層控制減阻實驗。實驗魚雷模型長lm,直徑0.1m,頭部為半球結構,尾部為椎體結構。將電磁激活板包裹在魚雷模型表面浸入實驗水池中,由伺服拖車拖曳魚雷模型進行對比實驗。在魚雷表面施加展向周期性變化的電磁力,通過應變天平測量魚雷航行阻力。實驗研究表明：當魚雷模型航速為0.5m/s時,所以對激活板施加5V、7V電壓,產生的展向電磁力沒有使魚雷減阻。分析原因為在該工況下,魚雷模型流體邊界層為層流狀態(tài),而在層流狀態(tài)下,電磁力不具有減阻效果。當魚雷航行速度提高到lm/s時,較高的速度和振動作用使魚雷模型邊界層進入湍流狀態(tài)。在魚雷模型表面施加展向電磁力,激活板電極電壓加到7V,電流為1.5A,頻率4HZ,魚雷模型獲得很好的減阻效果,平均減阻率約為17.47%。研究表明,展向電磁力對湍流模式下回轉體具有減阻控制作用,本文設計的電磁力控制系統(tǒng)適用于流體邊界層電磁力控制實驗。
【學位授予單位】：南京理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TJ630.6
【圖文】：

圖２．２．１流向禍上掠與下掃逡逑如圖２．２．１所示

化義邋ｆｏｇｙｅ邋扇邐—ｓｉ＾ａＢ株斯巧ｋｌＳｏｓ逡逑圖２．２．１流向禍上掠與下掃逡逑如圖２．２．１所示。流向禍周圍的流體進行上掠下掃運動，從而使得近壁流體進行劇烈的逡逑動量交換。當對近壁流體施加展向周期變化的電磁力后，ｄ磁力可Ｗ有效地抑制流體上掠逡逑下掃運動，從而減小壁面摩擦阻力。此外，端流邊界層中，上掠運動是周期性的，如果電逡逑磁力的激勵頻率與上掠頻率接近，將有利于端流邊界層中＾摩擦阻力的減小。逡逑相關實驗已經證實，電磁力幅值越大，頻率越低，有利于流場趨于對稱，消禍效果越逡逑明顯。實驗時在魚雷表面施加展向電磁為，且電磁力大小和周期可控制Ｗ’４２ｌ。逡逑７逡逑

電壓電流值送給ＤＳＰ控制器進一步參考控制。逡逑根據(jù)預定的實驗方案，確定各路電磁力的大小，通過輸入設備調節(jié)ＤＳＰ輸出的ＰＷＭ逡逑占空比，占空比數(shù)值線性對應電源電壓輸出，實現(xiàn)調壓輸出。與此同時，采樣電極回路的逡逑電壓制，將其經ＡＤ轉換為數(shù)字信號，反饋給ＤＳＰ，實現(xiàn)閉環(huán)穩(wěn)壓控制。逡逑控制電源原理圖如下，電磁激活板則根據(jù)不同的實驗需求設計王藝和參數(shù)。逡逑

【參考文獻】

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本文編號：2748335