等离子体激励器的静特性与高速特性仿真研究

发布时间：2024-02-27 05:16

　　将实验测得的电弧放电能量分布规律拟合为理想热源,采用数值仿真方法对一种高频等离子体射流激励器进行参数化研究,探索了激励器出口角度对激励器静特性的影响,并获得了在超声速来流(Ma0=2.0)情况下射流激励器的高速特性。结果显示:当射流出口流通面积相同时射流出口角度越小,激励器沿流向的动量注入能力越强,并且这一规律在高速射流条件的情况下仍然适用。相比静止条件,在超声速来流条件下,射流的动量注入能力更强,影响域更大。

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【部分图文】：

图6射流在水平(a)与竖直(b)方向的最远运动距离

图5射流出口角度60o(a)和30o(b)时下流场的数值纹影演化图为了探究孔口角度对射流动量的影响，绘制了射流运动的水平最远距离与竖直最远距离随时间的变化图，如图6所示。可以看到，射流的出口角度越小，相同时间间隔内射流在水平方向的运动距离越长，说明射流沿水平方向的速度分量越大，....

图1激励器的三维模型与重要几何参数

等离子体激励器工作时的能量转换过程十分复杂，在实验过程中由于测量条件限制难以获得腔体内瞬时的温度、压力以及射流速度值，因此在仿真研究时究竟有多少电能转化为热能是一项难题。本文在排除电场与磁场对流场的影响且不引入任何有关等离子体的物理性质的假设前提下[16]，将电弧放电等效为焦耳热....

图2直孔激励器与斜孔激励器的仿真模型几何构型

图1激励器的三维模型与重要几何参数根据求解器的要求，采用热流密度的方式对热源项进行定义：

图3实验与仿真激励器射流流场演化对比图

仿真过程中采用非定常方法和双时间步长法求解NS方程，湍流模型设置为k-εRNG模型，采用隐式差分格式离散求解方程，空间上采用二阶迎风差分方法，对流项离散格式设置为RoeFDS。初始来流条件分别设置为静止来流条件和Ma=2的高速来流。采用ICEM软件生成二维结构化网格，在射流的出口....

本文编号：3912426