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AC和AC-DC兩種電源對不同多級成都等離子體激勵器的激勵效果研究

來源:http://www.tlyttx.live/news35406.html   發布時間:2018-12-15 11:43:00

成都通用整流電器研究所主營等離子電源、特種電源、整流器,等各類電源定制!

近年來等離子體流動控制技術受到美俄等發達國家航空領域的關注,其是通過等離子體對其周圍氣流施加定向作用力改善氣動部件動力特性的一種技術手段,對提升飛行器的氣動性能具有重要意義,這是目前的研究熱點。

等離子體激勵器作為一種新型流動控制裝置[1,2],其具有無運動部件,可經受較大壓力載荷,響應頻率高、尺寸小、重量輕,可進行機翼表面無損安裝,作用頻帶寬,可利用微量的、局部的氣流擾動來控制大流量、全局性的氣流等特性,與其他流動控制相比較,這種利用電離空氣形成等離子體,再通過電場驅動等離子體對于其接觸的空氣進行控制的方法,具有非常明顯的優勢[3,4]。

介質陰擋放電(Dielectric Barrier Discharge, DBD)等離子流動控制技術基本工作原理是通過向空氣施加高壓電能,使空氣電離產生等離子體,電離后的空氣在電場的作用下運動,由于等離子體是由大量帶電粒子組成一種非凝聚系統[5,6],當通過電磁場加速這些離子與電子在大氣中運動時,會和大氣中的中性粒子發生碰撞,影響中性粒子的速度或改變流動方向,在此過程中完成對流動的控制以達到減低阻力的目的。

美國田納西(UTK)大學的J. R. Roth教授于1994年首先開展了大氣均勻輝光放電等離子體的研究[7]。目前等離子體激勵相關的實驗研究包括平板實驗、翼型減阻增升抑制分離流動實驗、圓柱尾跡渦控制、控制管道流動的實驗、低壓渦輪葉柵分離流動控制、機身表面的實驗等[8-16]。

實驗的激勵電源以AC電源和納秒電源為主,AC電源提供正弦交流電,電壓的方向隨時間做正弦周期性的變化。在AC電源的基礎上加入直流成分,直流電壓的大小為交流電的峰峰值,方向為負值,使得交流電輸出的正弦電壓整體往下移動一個峰峰值大小,因此電源輸出的電壓均為一個方向。

整個實驗通過粒子圖像測速(Particle Image Velocimetry, PIV)技術進行流場測量,使用AC和AC-DC兩種電源,采用二級、三級和四級三種等離子體激勵器。通過等離子體誘導的氣流速度來表征等離子體流動控制能力,衡量等離子體激勵器性能,實驗發現,在一定范圍內,隨著電壓的增大,AC電源和AC-DC電源對不同多級等離子體的激勵效果均增大。相同電壓時,隨著電極組的數量增加,兩種電源的激勵效果均增大。在相同電壓和相同電極組數時,AC-DC的激勵效果要好于AC電源。


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