等离子体激励控制圆柱绕流的大涡模拟研究
2021-09-14赖晨光凌志伟周毓婷
重庆理工大学学报(自然科学) 2021年8期
关键词:效果
赖晨光,付 航,凌志伟,贾 浩,周毓婷
(1.汽车零部件先进制造技术教育部重点实验室(重庆理工大学), 重庆 400054;2.重庆理工大学 车辆工程学院, 重庆 400054)
圆柱绕流问题是流体力学的经典问题,蕴含了丰富的流动现象和机理,一直是空气动力学、水动力学和风工程领域中的重点研究问题[1-3]。针对此问题,许多研究者提出了各种流动控制方法,如以被动控制为主的添加附属杆[4]、分隔板[5]、涡流发生器[6]和在圆柱表面开细缝[7]等,和以主动控制为主的移动附面层[8]、吹吸气[9]、合成射流[10]、电磁控制[11]等。
近些年来,等离子体主动流动控制由于其结构简单、能耗低、响应快等优点深受各国研究人员的关注[12]。等离子体是除固体、液体和气体之外的物质第四态。等离子体由大量的电子和离子所组成,其整体呈电中性,并且其运动主要受电磁场力的支配,从而表现出显著的集体性行为[13]。由于非对称布置表面介质阻挡放电(surface dielectric barrier discharge,SDBD)产生的等离子体较均匀,控制效果较好,利用其进行流动控制是目前最常用的方法,其结构如图1所示[14]。电极由绝缘介质层隔开,非对称布置,上电极接电源正极,下电极接电源负极,当电压达到某一定值时,上电极右端空气被电离,产生稳定的等离子体,从而诱导流体加速流动。

图1 SDBD结构示意图
国内外各研究人员使用等离子体主动流动控制技术抑制气流流动分离,从而达到改善控制对象气动特性的目的[15-17]。更有不少学者对等离子体气动激励控制圆柱绕……
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