利用高速紋影系統(tǒng)和數(shù)值模擬方法研究了激波/邊界層干擾對逆流噴射的等離子體合成射流的響應(yīng)特性,并揭示了流動控制機理.實驗在來流馬赫數(shù)Ma=3.1的風(fēng)洞中進行,測試模型采用鈍頭體和壓縮斜坡的組合模型,等離子體合成射流激勵器安裝在鈍頭體頭部.紋影系統(tǒng)捕捉了放電頻率為f=1 kHz和f=3 kHz的激勵對附體激波形態(tài)和分離激波運動的控制效果.等離子體合成射流使壓縮斜坡激波/邊界層干擾區(qū)域的起始點向下游移動,分離泡尺寸減小,附體激波強度減弱,發(fā)生彎曲,再附點移向上游,與此同時分離激波向附體激波逼近.與f=3 kHz激勵相比,f=1 kHz激勵的射流流量更大,對激波/邊界層干擾的影響范圍更廣、控制效果更好.通過數(shù)值模擬,揭示了射流與來流相互作用對下游流場的作用機理:射流與來流相互作用誘導(dǎo)出大尺度旋渦,大尺度旋渦耗散發(fā)展增強了近壁面流場的湍流度;壓縮斜坡上游近壁面的流場性質(zhì)發(fā)生變化,進而導(dǎo)致了壓縮斜坡激波/邊界層干擾區(qū)域流動的變化. 

【文章來源】：物理學(xué)報. 2017年08期 北大核心

【文章頁數(shù)】：13 頁

【部分圖文】：

圖１?，戚＿結(jié)＿舞???Ｆｉｇ．?１．?＿ＷｉＢｄ．ｔｍｍｅＬ??

ｘ?ＴＣＰ００３０?Ａ）測量電路中總電勢，用??電流探針（Ｔｅｃｔｒｏｎｉｘ?ＤＰＯ４１０４）測量整個回路的電??流―根據(jù)測得的電壓和電流波形可計算單個脈沖周??期放電所產(chǎn)生的能量．??２．４局速紋影系統(tǒng)??采用時間分辨的紋影系統(tǒng)來捕捉等離子體合??ａｓ?成射流在環(huán)境大氣和超聲速流場中的發(fā)展情況以??Ｍｇ．?２，?ｇｅｌｉｅｍａｔｆｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｔｈＡｔｔｅｔ?ｔｔｉａｄａｌ．?及射流對撤爐：邊綠層干擾的影晌，實發(fā)：中．采用典??．?—一?型的Ｚ型光學(xué)系統(tǒng)，如圖３所示？系統(tǒng)由光源、紋??２，３等高子ｋ－廣生和同少副系－充?雜、刀片和高速ＣＣＤ攝像機組成．光源采用連??性入激勵器腔體內(nèi)的等離子體通過高壓脈?瀆的氮燈光源（ｚｏｌｉｘ?ＬＳＰ－Ｘ５Ｄ０?Ａ）．紋影鐿由兩個??沖微秒電源（ＫＧＤ－ＮＳＰＳ３Ｕ３０Ｆ．２）和高壓直流電海?焦距為３?ｍ，直徑，為３〇?ｍｍ的凹透鏡組成．采用??（３?ｋＶ，?４Ｑ００?ＶＡ）的組＃電路放電來實現(xiàn)．高壓脈?髙速ＣＣＤ＇攝像機（ＰＨＡＮＴＯＭ?ＶＫ１２）來捕捉瞬??沖電纖主慕起擊�？諝馐闺姌O間產(chǎn)生愈電?時流場，拍攝時設(shè)置Ｗ象分辨?zhèn)銥轲^８?ｐｉｘｅｌ?ｘ??通道，高壓直流電源用子增加電極間能量輸出Ｓ１２?ｐｉｘ從幀頻為Ｓ８０ＱＯ?ｆｐｓ，兩幀之間的時間間隔??當(dāng)高壓脒沖電源擊穿空氣連逋電路時，己被高壓直?為ＡＴ?＝?１７．２呌曝光時間設(shè)置為１?ｐ？相機前放??流電源補充好能量的電容開始放電；，在電極＿產(chǎn)?置刀片以調(diào)節(jié)紋■圖像的靈敏度．??ＤＣ?ｐｏｗｅｒ?ｓｕｐｐｌｙ?Ｃａｐａｃｉｔｏｒ?Ｄｉｏｄｅ?Ｃｏｎｃａｖｅ?ｌｅｎｓ??￣〇—ＡＡＡＨ?Ｉ?＾??Ｒｅｓｉ

物理學(xué)報?Ａｃｔａ?Ｐｈｙｓ．?Ｓｉｎ．?Ｖｏｌ．?６６．，．?Ｎｏ．?８?（２０１７）?０８打０５??如果激勵器達＿—定頻亭就可以使分離激被穩(wěn)里?下游的一段距離內(nèi)，但由子流量的減少，激波移向??在一定范福內(nèi)．當(dāng)激勵頻率為３?ｋＨｚ時，確案發(fā)現(xiàn)?禊形塊的最大距離為激勵頻率為１?ｋＨｚ??分離激波投有回到起始位置）■而是穩(wěn)定Ａ起始位置?時的１４笟．??Ｍ?＿７?＃流對附暑＿ｆｅ＿：響的塗暴圖（／?＝：?．１?Ｊｃｌｆｅ）??Ｆｉｇ．?７．?Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ?ｍｏｖｉｅ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｎ?ａｔｔａｃｈｅｄ?ｓｈｏｃｋ?（ｆ?＝?１?ｋＨｚ）．??圖８射流對附體激波影響的紋影圖（／?＝?３?ｋＨｚ）??Ｆｉｇ．?８．?Ｓｃｈｌｉｅｒｅｎ?ｍｏｖｉｅ?ｓｅｑｕｅｎｃｅ?ｏｆ?ｔｈｅ?ｄｉｓｔｕｒｂａｎｃｅ?ｅｆｆｅｃｔ?ｏｎ?ａｔｔａｃｈｅｄ?ｓｈｏｃｋ?（／?＝?３?ｋＨｚ）．??０８４７０５－６??

【參考文獻】：
期刊論文
[1]等離子體氣動激勵機理數(shù)值研究[J]. 程鈺鋒,聶萬勝,李國強.  物理學(xué)報. 2012(06)



本文編號：2914113