唐冰亮 郭善广宋国正 罗彦浩

(空军工程大学航空工程学院,等离子体动力学重点实验室,西安 710038)

脉冲电弧等离子体激励器具有局部加热效应强、扰动范围广等特点,在超声速流动控制中具有广阔的应用前景.本文运用电参数测量系统和高速纹影技术研究了脉冲电弧等离子体激励器在Ma=3 来流条件下的电特性和流场特性; 采用纳米粒子平面激光散射技术对超声速平板边界层的流动结构进行了精细测量,并对不同等离子体激励频率下的边界层转捩特性进行了研究.实验结果表明,脉冲电弧放电会产生速度较高的前驱冲击波和温度较高的热沉积区,给边界层施加连续不断的扰动.施加扰动的脉冲电弧等离子体激励能够促进超声速平板边界层转捩.并且脉冲放电的高频冲击效应可以促进转捩提前发生,且频率越高,效果越好,当施加激励频率为60 kHz 时,转捩区长度为0,湍流边界层厚度为25 mm.脉冲电弧等离子体激励器可以用来促进超声速边界层转捩.

1 引 言

边界层转捩通常定义为边界层流动由层流状态发展为湍流状态的过程,是一个多因素耦合影响的复杂流动现象[1].转捩对航空飞行器设计的影响是多方面的,可以带来有利的影响.边界层从层流转捩成湍流,有利于克服流动分离,增强流体掺混,可以用来提高燃烧效率,防止发动机不启动[2].例如在超燃冲压发动机入口前添加转捩装置可以促进边界层转捩,克服流……