张 兴, 黄国旺, 吴淑群, 欧阳帆, 张潮海

(南京航空航天大学自动化学院, 江苏南京 210016)

引 言

大气压环境下, 介质阻挡放电(dielectric barrier discharge, DBD)可以防止弧光放电的形成, 并且产生大量均匀稳定的大气压等离子体, 被广泛应用于材料表面处理[1]和生物医学[2]. 按照电极结构分类, 介质阻挡放电可分为体积介质阻挡放电(volume dielectric barrier discharge, VDBD)、 沿面介质阻挡放电(surface dielectric barrier discharge, SDBD)及共面介质阻挡放电(coplanar dielectric barrier discharge, CDBD). 现有研究发现沿面介质阻挡放电产生的等离子体在电场的作用下能够对流场产生有效的气动激励[3-4]. 等离子体气动激励是利用等离子体在电场力的作用下定向移动或气体放电导致环境温度、 压强发生变化, 对流场产生宽频带、 高速率的气动激励[5]. 传统的机械流动控制, 如机匣处理、 微喷气等, 虽然对泄漏流动有着良好的控制作用,但都会存在噪声、 震动以及易磨损、 易故障等问题. 等离子体气动激励器不需要机械运动部件, 具备体积小、 质量小、 响应速率快、 激励频带宽和可靠性强的显著优势, 广泛应用在抑制流动分离与飞行器减阻增升、 翼型边界层流动控制、 控制圆柱绕流流动分离等方面[6-8].

在等离子体流动控制中, 为了增强对流场的控制效果, 须提高等离子体激励器诱导气流速度, 国内外学者对SDBD激励器装置的材料特性以及布局优化进行了探究. 郝泽宇等[3]研究了同种介质材料不同介质厚度以及不同介质材料、 电极种类、 外加电压下等离子体激励器的放电现象和气流加速效果, 结果表明……