介質(zhì)阻擋放電(DBD)等離子體激勵器因其結(jié)構(gòu)簡單、響應(yīng)迅速、功耗低、易于布置等優(yōu)點,已逐漸成為流動控制領(lǐng)域的重點研究方向之一。本文將DBD等離子體激勵器應(yīng)用于汽車尾流場流動控制研究,通過氣動力測量、表面壓力測量、PIV速度測量等風(fēng)洞試驗方法,分別闡述了線形等離子體激勵器以及等離子體渦發(fā)生器對Ahmed模型尾流場的控制機理及規(guī)律;同時,基于靜態(tài)試驗獲得的離子風(fēng)速度特性對Suzen仿真模型進行參數(shù)修正,提高了離子風(fēng)仿真精度,成功應(yīng)用于汽車復(fù)雜外流場的流動控制仿真中,并且,修正后的Suzen模型可作為重要的參考模型應(yīng)用于不同領(lǐng)域的流動控制研究中。首先,在靜態(tài)環(huán)境下研究了離子風(fēng)的氣動特性,分析了線形等離子體激勵器結(jié)構(gòu)參數(shù)及激勵參數(shù)對離子風(fēng)強度的影響,并以最大離子風(fēng)速度為主要指標(biāo),確定了激勵器上下電極寬度、電極間隙、介質(zhì)厚度、激勵頻率等參數(shù),提高了激勵器性能;試驗測得不同激勵電壓下離子風(fēng)的速度特性,為建立離子風(fēng)強度與流動控制效果之間的聯(lián)系以及仿真模型的參數(shù)修正提供了詳細的數(shù)據(jù)參考。其次,利用線形等離子體激勵器對快背式Ahmed模型尾部流動進行了比較全面的研究,分析了激勵器安裝位置、激勵電壓、來流...

【文章頁數(shù)】：155 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
    1.2 等離子體激勵器介紹
        1.2.1 等離子體基本概念
        1.2.2 DBD離子體激勵器介紹
    1.3 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.3.1 離子風(fēng)靜態(tài)試驗
        1.3.2 流動控制試驗
        1.3.3 數(shù)值模擬
    1.4 當(dāng)前研究不足以及本文主要研究內(nèi)容
        1.4.1 當(dāng)前研究不足
        1.4.2 本文主要研究內(nèi)容
    1.5 本章小結(jié)
第2章 研究方法與理論基礎(chǔ)
    2.1 試驗介紹
        2.1.1 模型
        2.1.2 試驗設(shè)備及測試方法
    2.2 介質(zhì)阻擋放電基本原理
        2.2.1 放電過程
        2.2.2 德拜長度
        2.2.3 時間尺度
    2.3 等離子體仿真方法
        2.3.1 仿真模型介紹
        2.3.2 偏微分方程
        2.3.3 自定義標(biāo)量方程
        2.3.4 邊界條件
    2.4 分離流動控制思路
        2.4.1 流動分離的產(chǎn)生
        2.4.2 流動分離的控制
    2.5 本章小結(jié)
第3章 離子風(fēng)靜態(tài)特性研究
    3.1 靜態(tài)試驗介紹
        3.1.1 激勵器參數(shù)
        3.1.2 靜態(tài)試驗布置
    3.2 結(jié)構(gòu)參數(shù)對激勵器氣動性能的影響
        3.2.1 電極間隙
        3.2.2 上電極寬度
        3.2.3 下電極寬度
        3.2.4 介質(zhì)厚度
    3.3 激勵參數(shù)對激勵器氣動性能的影響：
        3.3.1 激勵頻率
        3.3.2 激勵電壓
    3.4 本章小結(jié)
第4章 線形激勵器控制快背式模型尾部流動研究
    4.1 試驗基礎(chǔ)
        4.1.1 試驗布置
        4.1.2 試驗結(jié)果及激勵器干擾分析
        4.1.3 激勵器安裝位置
    4.2 激勵電壓對減阻效果的影響
        4.2.1 10m/s風(fēng)速下激勵電壓影響規(guī)律
        4.2.2 15m/s風(fēng)速下激勵電壓影響規(guī)律
        4.2.3 20m/s風(fēng)速下激勵電壓影響規(guī)律
        4.2.4 25m/s風(fēng)速下激勵電壓影響規(guī)律
        4.2.5 最大減阻率分析
    4.3 側(cè)風(fēng)條件下的減阻效果分析
    4.4 多組激勵器組合控制效果分析
    4.5 本章小結(jié)
第5章 線形激勵器控制方背式模型尾部流動研究
    5.1 試驗介紹及原車測試結(jié)果
        5.1.1 試驗布置及參數(shù)定義
        5.1.2 原車試驗結(jié)果分析
    5.2 方背式Ahmed模型尾部流動控制機理研究
        5.2.1 流動控制機理分析
        5.2.2 不同風(fēng)速下的最大減阻率
        5.2.3 側(cè)風(fēng)條件下的減阻率變化
    5.3 尾板尺寸及激勵器安裝角度對減阻效果的影響
        5.3.1 尾板半徑對被動減阻的影響
        5.3.2 激勵器安裝角度對主動減阻的影響
        5.3.3 總減阻率分析
    5.4 本章小結(jié)
第6章 等離子體渦發(fā)生器流動控制研究
    6.1 等離子體渦發(fā)生器介紹
        6.1.1 渦發(fā)生器介紹
        6.1.2 DBD-VG流向渦生成機理
        6.1.3 DBD-VG參數(shù)定義
    6.2 DBD-VG在快背式Ahmed模型上的流動控制機理研究
        6.2.1 試驗介紹
        6.2.2 DBD-VG流動控制機理分析
        6.2.3 不同風(fēng)速條件下的減阻率分析
        6.2.4 側(cè)風(fēng)條件下的減阻規(guī)律分析
    6.3 激勵器結(jié)構(gòu)參數(shù)對模型減阻效果的影響
        6.3.1 對向距離
        6.3.2 背向距離
        6.3.3 流向長度
    6.4 激勵器安裝位置及其組合工況對減阻的影響
        6.4.1 激勵器安裝位置
        6.4.2 組合工況下的減阻效果分析
    6.5 本章小結(jié)
第7章 Suzen仿真模型修正及其應(yīng)用
    7.1 Suzen模型求解結(jié)果分析
        7.1.1 網(wǎng)格方案
        7.1.2 電勢及電荷密度分布
        7.1.3 不同激勵電壓下離子風(fēng)氣動特性分析
    7.2 susen模型修正
        7.2.1 單個仿真參數(shù)對仿真結(jié)果的影響
            7.2.1.1 電荷分布
            7.2.1.2 最大離子風(fēng)速度
        7.2.2 空間分布修正
        7.2.3 最大電荷密度修正
        7.2.4 Suzen模型推廣
    7.3 快背式Ahmed仿真分析
        7.3.1 仿真方案及結(jié)果驗證
        7.3.2 仿真結(jié)果分析
    7.4 本章小結(jié)
第8章 總結(jié)與展望
    8.1 主要結(jié)論
    8.2 創(chuàng)新點
    8.3 研究展望
參考文獻
作者簡介 及攻讀博士學(xué)位期間取得的科研成果
    作者簡介
    發(fā)表論文
    專利及軟件著作權(quán)
致謝



本文編號：3746583