基于等离子体激励器简化模型的流动控制

摘要

用于流动控制的等离子体发生器是流体力学研究者近来关注的重点，它可以在室温大气压下生成等离子体，且由于可以诱导空气流动因而可以被用于流动控制。从翼型实验结果上可以发现对流动分离控制、流动的再附着有很明显的效果。国内外对于等离子体激励器研究的重点侧重于实验方面的验证，实验方面还只侧重于低速下的控制。数值模拟方面还处于起步阶段。等离子体发生器数值模型的理论还只是基于电场分布的解算，还没有完全精确的数值模型。 本文参照相应的资料对等离子体激励器做简化模型，此激励模型产生了诱导流动，形成物面射流，可改变附面层的流动。研究模型对于翼型SD8020的流动控制的效果，重点研究了此模型对于NACA0015翼型流动分离的控制效果。通过改变激励器在翼型上表面的位置及激励强度的大小，研究了实施流动控制的较佳位置及强度的大小。数值模拟结果表明，在前缘点附近加入控制的作用要优于其它位置；且激励强度对于流动控制的效果有极大的影响，大的激励强度有好的控制效果。此控制可以有效地延迟流动的分离，达到增升减阻的目的。是一种有前途的流动主动控制方法。

目录

文摘

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论文说明：符号表

第一章绪论

§1.1翼型空气动力学

§1.2主动流动控制技术

§1.3等离子体简单的介绍及其减阻的原理

§1.4等离子体实施流场主动控制的发展状况

§1.5本文的主要工作

§1.6本章小结

第二章等离子体基础

§2.1大气压下辉光放电技术介绍

§2.2低温等离子的产生方法

§2.2.1辉光放电

§2.2.2电晕放电

§2.2.3介质阻挡放电

§2.2.4射频单电极电晕放电

§2.2.5滑动电弧放电

§2.3不对称结构DBD激励器

§2.3.1顺电流体加速

§2.3.2蠕动流体加速

§2.4本章小结

第三章等离子体发生器的简化模型

§3.1不对称电极结构诱导流体流动

§3.2体积力模型的简化

§3.3本章小结

第四章数值模拟

§4.1网格的生成

§4.2流场控制方程

§4.3 CFX的数值模拟与湍流模型介绍

§4.3.1 CFX简介及流场定义

§4.3.2 SST湍流模型

§4.4 CFX求解器中的源项的添加

§4.5本章小节

第五章流动控制效果

§5.1对于静止流体的诱导流动

§5.2对附面层流动的影响

§5.3对翼型SD8020的流动控制

§5.4对翼型NACA0015的流动控制

§5.4.1不同位置的流动控制效果

§5.4.2不同激励强度的流动控制效果

§5.5本章小结

第六章工作总结与展望

§6.1工作总结

§6.2工作展望

参考文献

致谢

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