21世紀(jì)科技的進(jìn)步帶動(dòng)著汽車、輪船和飛機(jī)運(yùn)載工具的速度越來越快,而運(yùn)載工具速度的提高伴隨著阻力的增加,運(yùn)載工具表面存在的湍流邊界層是造成這些壁面摩擦阻力存在的主要原因,為了減少能源損耗并提高利用效率,對(duì)邊界層阻力的控制具有很重要的意義。本文針對(duì)主動(dòng)控制的等離子體激勵(lì)器,提出了兩種新的驅(qū)動(dòng)信號(hào),研究在新信號(hào)驅(qū)動(dòng)下,等離子體激勵(lì)器所產(chǎn)生的大尺度流向渦在下游的減阻情況。本實(shí)驗(yàn)研究提出了 AC-DC與AC-pulse DC兩種新驅(qū)動(dòng)信號(hào),利用Labview軟件編寫了驅(qū)動(dòng)信號(hào)程序,在AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)下對(duì)等離子體激勵(lì)器產(chǎn)生的渦結(jié)構(gòu)和速度場(chǎng)分布進(jìn)行了標(biāo)定,并將其應(yīng)用于湍流邊界層測(cè)量減阻情況。利用恒溫?zé)峋�風(fēng)速儀研究在不同驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制參數(shù)下減阻量的變化情況,確定最佳減阻控制參數(shù),并在下游x+=166.7處的y-z面拍攝了 PIV同時(shí)對(duì)熱線信號(hào)進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)量分析,研究其流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的變化,在此基礎(chǔ)上將AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)應(yīng)用于前饋PD控制程序,尋找最優(yōu)控制系數(shù)。研究結(jié)果表明,在AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)激勵(lì)下,等離子體激勵(lì)器產(chǎn)生的最大射流速度出現(xiàn)在距壁面1mm的位置處,在一個(gè)周期內(nèi)等離子體激勵(lì)器自身所產(chǎn)生的渦的運(yùn)動(dòng)軌跡...

【文章頁(yè)數(shù)】：69 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 課題研究背景與意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 湍流邊界層
        1.2.2 湍流邊界層減阻
        1.2.3 等離子體激勵(lì)器研究
    1.3 本文主要研究?jī)?nèi)容
第2章 實(shí)驗(yàn)裝置與研究方法
    2.1 實(shí)驗(yàn)裝置
        2.1.1 閉式循環(huán)風(fēng)洞裝置
        2.1.2 湍流邊界層產(chǎn)生裝置
        2.1.3 介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體激勵(lì)器
        2.1.4 等離子體激勵(lì)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)
        2.1.5 壁面壓力測(cè)量
        2.1.6 前饋PD控制系統(tǒng)
    2.2 研究方法
        2.2.1 恒溫?zé)峋�風(fēng)速儀測(cè)量裝置
        2.2.2 壁面摩擦阻力和減阻量的測(cè)量
        2.2.3 激勵(lì)器功耗測(cè)量與減阻效率
        2.2.4 粒子追蹤測(cè)速(PIV)流動(dòng)顯示技術(shù)
        2.2.5 VITA分析方法
    2.3 本章小結(jié)
第3章 等離子體激勵(lì)器標(biāo)定與開環(huán)實(shí)驗(yàn)研究
    3.1 等離子體激勵(lì)器的標(biāo)定
        3.1.1 等離子體激勵(lì)器流場(chǎng)結(jié)果分析
        3.1.2 等離子體激勵(lì)器的時(shí)均射流速度與相位平均速度
    3.2 開環(huán)減阻結(jié)果分析
        3.2.1 AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)的占空比對(duì)局部減阻量的影響
        3.2.2 AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)的頻率對(duì)局部減阻量的影響
        3.2.3 AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)激勵(lì)電壓對(duì)局部減阻量的影響
    3.3 AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)的最佳減阻控制參數(shù)
    3.4 展向減阻分布和平均減阻量
        3.4.1 AC-DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)
        3.4.2 AC-pulse DC驅(qū)動(dòng)信號(hào)
    3.5 流向減阻恢復(fù)區(qū)
    3.6 激勵(lì)器功耗和減阻效率
    3.7 本章小緒
第4章 開環(huán)控制流場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化
    4.1 PIV結(jié)果分析
    4.2 熱線速度信號(hào)分析
        4.2.1 湍流邊界層全曲線速度信號(hào)分析
        4.2.2 VITA分析
    4.3 本章小結(jié)
第5章 前饋PD控制實(shí)驗(yàn)結(jié)果研究
    5.1 卡爾曼濾波器Q矩陣的確定
    5.2 比例系數(shù)K_p與微分系數(shù)K_d調(diào)節(jié)
    5.3 本章小緒
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝



本文編號(hào)：3934898