等离子体诱导吹气和吸气的湍流边界层的减阻控制研究

发布时间：2023-05-08 01:08

　　对于运动的飞机、高铁、轮船等,其表面产生的湍流边界层是表面摩擦阻力的主要来源,因此,湍流的减阻控制一直是流体力学及相关工程领域的重要课题,而摩擦阻力与湍流边界层的相干结构有着密切的联系,因此,有效控制湍流边界层的相干结构是降低摩擦阻力的有效途径。本文利用介质阻挡放电(DBD)等离子体诱导吹气、吸气进行湍流边界层的减阻研究,以获得最佳的减阻率以及相应的控制机理,主要采用了吹气、吸气以及吹气与吸气组合的控制方案进行了湍流边界层的减阻研究。本实验在风洞中进行,Re_θ=1450。利用浮动面(FE)测力天平,对激励器狭缝下游280mm×100 mm的区域进行了平均减阻量的测量。为了更加细致地研究该控制方案的控制区域与局部减阻量,应用热线风速仪在距激励器狭缝下游10 mm处测量控制前后的垂直壁面的平均流向速度曲线,并以线性区的速度梯度计算各控制方案下的局部减阻率以及恢复区;之后,利用烟线流动显示技术在距离壁面y⁺=17处研究与壁面平行的平面内的流体结构的改变。实验研究结果表明,吹气以及吹气与吸气组合的方案具有较好的减阻效果,而在吸气强度系数小于0.017...

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【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第1章 绪论
    1.1 课题研究背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 湍流边界层
        1.2.2 湍流边界层控制
        1.2.3 等离子体激励器及其控制研究
        1.2.4 测力天平
    1.3 本文主要研究内容
第2章 实验方案
    2.1 闭式风洞
    2.2 平板湍流边界层实验平台
    2.3 DBD等离子体诱导吹吸气激励器
    2.4热线测速仪测量实验
    2.5 测力天平测量
    2.6 烟线流动显示测量
    2.7 PIV测量
第3章 实验结果与分析
    3.1 等离子诱导吹、吸气射流速度研究
        3.1.1 等离子体诱导吹气射流速度
        3.1.2 等离子体诱导吸气速度
        3.1.3 等离子体激励器诱导吹吸气速度无量纲化
    3.2 测力天平研究
        3.2.1 测力天平系统
        3.2.2 测力天平的改善
        3.2.3 测力天平测量结果
    3.3 等离子诱导吹吸气控制
        3.3.1 等离子体诱导吸气控制
        3.3.2 等离子诱导双吹气控制
        3.3.3 等离子诱导吹气与吸气组合控制
        3.3.4 等离子诱导吹气与吸气控制方案的对比
    3.4 等离子诱导吹吸气的减阻机理探究
        3.4.1 等离子体诱导吸气的流动控制机理
        3.4.2 等离子体诱导双吹气组合的减阻控制机理
        3.4.3 等离子体诱导吹气与吸气组合的减阻控制机理
结论
参考文献
致谢



本文编号：3811684