以熱線敏感絲為感受器、單片機（MCU）為控制器、雙壓電振子為動作器構(gòu)成閉環(huán)控制回路,實現(xiàn)閉環(huán)主動控制湍流邊界層相干結(jié)構(gòu)減阻。采用安裝在壁面上的展向布置的雙壓電振子異步振動方式,通過對壓電振子輸入3種不同振動頻率,得到160Hz工況實現(xiàn)最大減阻率為16.03%。壓電振子振動使得湍動能更大程度地集中在能量峰值周圍,改變了湍流邊界層近壁區(qū)的含能結(jié)構(gòu),對相干結(jié)構(gòu)產(chǎn)生調(diào)制作用。壓電振子振動頻率與相干結(jié)構(gòu)特征頻率越接近,減阻效果越好。閉環(huán)控制中控制壓電振子所需要的電能節(jié)省開環(huán)的75%,實現(xiàn)與開環(huán)控制相近的減阻效果。施加控制加入條件檢測的條件相位平均波形時間周期略變短,以壓電振子壁面擾動方式調(diào)制近壁流向渦,減小壁面摩擦阻力,獲得減阻效果。 

【文章來源】：航空動力學報. 2019,34(12)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

湍流邊界層自維持過程

用mu-level法檢測湍流邊界層中相干結(jié)構(gòu)的猝發(fā)現(xiàn)象。當u<-Lurms時，表明檢測到湍流猝發(fā)事件，驅(qū)動電路連通，壓電振子開始振動；當u≥-0.25Lurms時，表明未檢測到猝發(fā)事件，驅(qū)動電路關(guān)斷，壓電振子停止振動。其中u為脈動速度，urms為脈動速度的方均根值，門限L取值為1。圖6為mu-level法的算法示意圖。橫軸為時間t，縱軸表示u與urms的比值。1.3 執(zhí)行機構(gòu)

閉環(huán)控制系統(tǒng)的執(zhí)行機構(gòu)包括雙壓電振子動作器、迷你熱絲探針感受器、控制器及交流變頻穩(wěn)壓電源。實驗中使用湍流邊界層單絲熱線探針測量不同法向位置的流向脈動速度信號。遠方GK10005交流變頻穩(wěn)壓電源為壓電振子輸入不同的電壓幅值及振動頻率。圖7和圖8分別為交流變頻穩(wěn)壓電源和單絲邊界層熱線探針實物圖。圖8 單絲邊界層探針

【參考文獻】：
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本文編號：3601441