【摘要】：納秒脈沖激勵(lì)的表面介質(zhì)阻擋放電(SDBD)作為氣體放電的重要形式之一,具有良好的電學(xué)性能和氣動(dòng)性能,已廣泛應(yīng)用于航天航空等領(lǐng)域。如何進(jìn)一步優(yōu)化SDBD電學(xué)性能并提高流動(dòng)控制能力是目前面臨的難題。因此,本文依托國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目(51577177)和中央高校基本科研業(yè)務(wù)費(fèi)重大項(xiàng)目(2016ZZD07),以納秒脈沖SDBD為研究對(duì)象,對(duì)不同脈沖激勵(lì)參數(shù)和氣壓參數(shù)條件下激勵(lì)器的電學(xué)特性和流動(dòng)特性進(jìn)行了研究。首先,搭建納秒脈沖表面介質(zhì)阻擋放電測(cè)試系統(tǒng),開展大氣壓下脈沖上升沿和脈沖寬度對(duì)納秒脈沖SDBD電學(xué)特性及誘導(dǎo)沖擊波特性影響研究。研究表明:脈沖電流、功率能量及放電均勻性與脈沖上升沿的大小緊密相關(guān),而與脈沖寬度關(guān)聯(lián)不大。脈沖上升沿對(duì)激勵(lì)器誘導(dǎo)的圓弧形沖擊波在強(qiáng)度和傳播速度方面影響較大,同時(shí),微秒量級(jí)的脈沖寬度能夠誘導(dǎo)出兩組沖擊波。其次,搭建低氣壓模擬系統(tǒng),開展氣壓對(duì)增強(qiáng)型納秒脈沖SDBD電學(xué)特性及光譜特性影響研究。研究表明:等離子體形態(tài)由氣壓和直流分量共同決定,且低氣壓條件下激發(fā)表面滑閃放電所需的電壓幅值較低。在電壓激發(fā)差值和氣壓的共同作用下,放電存在三種模式,即兩電極SDBD、表面滑閃放電和火花放電。另外,激勵(lì)器發(fā)射光譜強(qiáng)度隨著氣壓的下降而有所提高,氣壓對(duì)等離子體溫度影響較大。最后,利用粒子圖像測(cè)速系統(tǒng)分別研究脈沖激勵(lì)參數(shù)和氣壓參數(shù)對(duì)納秒脈沖SDBD流動(dòng)特性的影響。研究表明:上升沿、重復(fù)頻率和直流分量在誘導(dǎo)漩渦作用強(qiáng)度、誘導(dǎo)漩渦擾動(dòng)面積及穩(wěn)定射流速度方面影響較大,且50 ns上升沿能夠誘導(dǎo)出兩個(gè)漩渦。另外,隨著氣壓的下降,誘導(dǎo)流線的分布發(fā)生改變,射流方向由豎直向上偏轉(zhuǎn)為水平向左,射流速度逐漸增大。綜上所述,通過脈沖激勵(lì)參數(shù)的優(yōu)化選擇能夠獲得均勻穩(wěn)定的低溫等離子體,提高其氣動(dòng)激勵(lì)的效果;同時(shí),研究低壓環(huán)境中納秒脈沖表面介質(zhì)阻擋放電特性,對(duì)于表面介質(zhì)阻擋放電在流動(dòng)控制領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用和推廣具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：華北電力大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：O461.2
【圖文】：

圖 1-1 直流電暈激勵(lì)器結(jié)構(gòu)示意圖[21]勵(lì)器屬于 EHD 激勵(lì)器中的一種，其基本結(jié)兩個(gè)電極存在電位差，平板表面發(fā)生直流粒子運(yùn)動(dòng)從而形成離子風(fēng)[22]。法國 Poitie善平板邊界層氣流分布，如圖 1-2 所示，

圖 1-2 直流電暈放電激勵(lì)器作用效果對(duì)比[23]在眾多火花放電激勵(lì)器形式中，應(yīng)用最為廣泛的則是合成射流激勵(lì)器。20 年代 Glezer 發(fā)明了一種壓電式合成射流激勵(lì)器，合成射流激勵(lì)器的射流速可達(dá)到上百米每秒[25]。Grossman、Cybyk 相繼設(shè)計(jì)了第一代、第二代升溫式流激勵(lì)器（如火花射流激勵(lì)器），如圖 1-3 所示，這種激勵(lì)器是一種全固態(tài)裝

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3 龍sハ

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