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阵列式表面电弧等离子体气动激励控制三角翼流动分离的实验 被引量：2
1
作者 杨鹤森 梁华 +3 位作者 赵光银 谢理科 唐冰亮 贺启坤 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第4期802-811,共10页
为探索多路阵列式微秒脉冲表面电弧放电(μs-SAD,Microsecond pulse surface arc discharge)对尖前缘小后掠三角翼流动分离的控制效果和作用机理,首先通过放电测试和纹影测试对多路阵列式μs-SAD的激励特性进行研究,揭示其对流场的作用... 为探索多路阵列式微秒脉冲表面电弧放电(μs-SAD,Microsecond pulse surface arc discharge)对尖前缘小后掠三角翼流动分离的控制效果和作用机理,首先通过放电测试和纹影测试对多路阵列式μs-SAD的激励特性进行研究,揭示其对流场的作用原理,进一步将多路阵列式μs-SAD用于三角翼流动控制,开展了小后掠三角翼流动分离控制低速风洞实验,研究了来流速度、激励电压和激励频率等参数对控制效果的影响规律。结果表明:多路阵列式μs-SAD能够快速放热,单路瞬间放电能量可达68mJ,在流场局部可诱导产生冲击波;机翼前缘多路阵列式μs-SAD能有效改善三角翼大迎角气动特性,当来流速度为30m/s时,使最大升力系数提高27.2%,失速迎角推迟4°;来流速度增大到40m/s时,流动控制效果减弱,使最大升力系数提高15.5%;存在最佳激励频率使无量纲频率F^+=1时,控制效果最好;激励电压存在阈值,其随来流速度的增加而增大,当激励电压超过阈值电压继续增大时,流动控制效果不再增强。 展开更多
关键词 流动分离 阵列式 表面脉冲电弧 三角翼 等离子体气动激励
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高能电弧等离子体激励控制双压缩拐角激波/边界层干扰实验研究 被引量：4
2
作者 张传标 梁华 +3 位作者 郭善广 杨鹤森 刘诗敏 张东盛 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期208-223,共16页
超声速/高超声速飞行器进气道入口处多采用多级压缩构型,其诱导的激波/边界层干扰严重影响进气道效率和飞行器的气动性能,因此对双压缩拐角激波/边界层干扰进行流动控制具有较强的应用背景。在来流速度为Ma=2.0的风洞内,针对三种典型的... 超声速/高超声速飞行器进气道入口处多采用多级压缩构型,其诱导的激波/边界层干扰严重影响进气道效率和飞行器的气动性能,因此对双压缩拐角激波/边界层干扰进行流动控制具有较强的应用背景。在来流速度为Ma=2.0的风洞内,针对三种典型的双压缩拐角构型,开展了高能流向脉冲电弧放电阵列调控双压缩拐角激波/边界层干扰的实验研究,并对激励流场的高速纹影图像进行了空间梯度阈值处理和均方根处理。结果显示,在激励的作用下两道分离激波的强度均减弱,验证了利用高能流向脉冲电弧放电阵列控制双压缩拐角激波/边界层干扰的可行性。在分析控制效果的基础上,获得了在不同构型拐角的流场中前驱冲击波列和控制气泡的演化规律,结合控制效果的时序特征,最终揭示了高能流向脉冲电弧放电阵列作用于双压缩拐角激波/边界层干扰的前驱控制和接续控制的接力控制机理。 展开更多
关键词 流动控制 阵列式 脉冲电弧放电 激波/边界层干扰 等离子体气动激励
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电弧放电等离子体激励控制超声速压气机叶栅激波/边界层干扰仿真研究 被引量：4
3
作者 盛佳明 张海灯 +2 位作者 吴云 唐孟潇 高丽敏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2228-2236,共9页
为研究电弧放电等离子体激励对超声速压气机叶栅激波/边界层干扰的控制作用,建立了模拟等离子体激励作用效果的唯象学模型,进一步以ARL-SL19超声速叶栅为对象,通过数值仿真研究了电弧放电等离子体与叶栅通道内部流动的相互作用及其对叶... 为研究电弧放电等离子体激励对超声速压气机叶栅激波/边界层干扰的控制作用,建立了模拟等离子体激励作用效果的唯象学模型,进一步以ARL-SL19超声速叶栅为对象,通过数值仿真研究了电弧放电等离子体与叶栅通道内部流动的相互作用及其对叶栅流动损失的影响。结果表明:等离子体唯象学模型能够较好模拟电弧放电等离子体诱导产生冲击波的气动特性。电弧放电等离子体激励对叶栅通道内部流动主要具有三种作用效果:在放电区,注入的热量会产生阻塞效应,增加近壁面气流的流动损失;在激波/边界层相互作用区,能够改变激波系结构,减小激波损失;在尾迹区,冲击波会诱导产生脱落涡。 展开更多
关键词 等离子体 流动控制 超声速叶栅 激波/边界层干扰 数值仿真
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标准有限元方法模拟大气压流注等离子体中数值振荡与伪扩散问题研究与改进 被引量：1
4
作者 朱益飞 陈贤聪 《气体物理》 2021年第2期1-8,共8页
基于商用软件的等离子体数值模拟方案大多是基于标准Galerkin格式的有限元方法,在计算大气压流注放电时,存在数值振荡和伪扩散的问题,计算结果可靠性不高.针对针-板体流注放电结构,构建了修正的COMSOL Multiphysics等离子体模型.修正模... 基于商用软件的等离子体数值模拟方案大多是基于标准Galerkin格式的有限元方法,在计算大气压流注放电时,存在数值振荡和伪扩散的问题,计算结果可靠性不高.针对针-板体流注放电结构,构建了修正的COMSOL Multiphysics等离子体模型.修正模型与COMSOL Multiphysics内置等离子体模块的区别主要在于增加了基于弱形式的人工稳定项.利用修正模型复现了经典的雪崩-流注转捩算例,并与经典纳秒秒冲过电压针板放电实验结果进行了对比验证.结果表明,引入修正后的商用软件模型能够克服数值振荡和伪扩散缺陷,确保等离子体数值计算的准确性和可复现性. 展开更多
关键词 流注 等离子体 针板放电 气体放电 有限元数值计算
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纳秒脉冲表面介质阻挡放电激励改善飞翼力矩特性的实验研究 被引量：2
5
作者 唐冰亮 梁华 +1 位作者 魏彪 杨鹤森 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第10期2390-2400,共11页
针对飞翼布局力矩控制问题,采用纳秒脉冲表面介质阻挡放电(NS-DBD)激励,在来流风速30 m/s时,开展飞翼等离子体流动控制风洞试验,研究了不同激励参数和位置对飞翼升阻特性和力矩特性的影响。结果表明,NS-DBD激励能够有效改善飞翼大迎角... 针对飞翼布局力矩控制问题,采用纳秒脉冲表面介质阻挡放电(NS-DBD)激励,在来流风速30 m/s时,开展飞翼等离子体流动控制风洞试验,研究了不同激励参数和位置对飞翼升阻特性和力矩特性的影响。结果表明,NS-DBD激励能够有效改善飞翼大迎角气动特性。激励频率对飞翼升阻特性影响较大,激励频率为0.2 kHz时,增升效果最好,最大升力系数提高14.5%,失速迎角推迟5°。随着激励频率的增加,增升效果逐渐变差,减阻效果变好。单侧施加激励时,能够实现大迎角下飞翼模型的力矩控制,随着激励频率的增加,滚转力矩的控制效果减小,偏航力矩的控制效果增大,俯仰力矩的控制效果减小。根据PIV流场测量结果可知,在单侧施加等离子体激励,可以抑制机翼表面流动分离,使其升力增大,阻力减小,从而诱导产生滚转力矩和偏航力矩。在中翼段和内翼段施加激励,破坏了飞翼的俯仰力矩特性,在外翼段和机翼右侧施加激励,能够显著改善飞翼的俯仰力矩特性。根据PIV流场测量结果可知,在单侧施加等离子体激励后,会减弱外翼的横向流动,并且增加机翼前缘的速度,同时抑制流动分离,从而减小飞翼的抬头力矩。NS-DBD激励为改善飞翼布局稳定性和操纵性提供一种潜在的技术手段。 展开更多
关键词 飞翼 等离子体 流动控制 升阻特性 力矩特性
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高能表面电弧放电控制圆柱激波实验
6
作者 孔亚康 唐冰亮 +1 位作者 梁华 郭善广 《气体物理》 2022年第3期8-13,共6页
采用风洞实验和高速纹影系统研究高能表面电弧等离子体激励控制圆柱激波.在Ma=2的超声速风洞中,分别放置了带有10,15,20 mm这3个不同高度圆柱的实验模型,对比分析了不同高度圆柱的初始流场特征,以及高能表面电弧放电的放电电容、直流源... 采用风洞实验和高速纹影系统研究高能表面电弧等离子体激励控制圆柱激波.在Ma=2的超声速风洞中,分别放置了带有10,15,20 mm这3个不同高度圆柱的实验模型,对比分析了不同高度圆柱的初始流场特征,以及高能表面电弧放电的放电电容、直流源电压和圆柱高度对圆柱脱体激波控制的影响.实验结果表明,高能表面电弧等离子体激励诱导的冲击波和热气团与激波产生相互作用,激波形状改变,强度削弱.圆柱高度越高其上方的弓形激波角越大,在施加等离子体激励后,弓形激波角减小,激波强度减弱;放电电容和直流源电压对激波控制效果的影响均呈正相关关系;随着圆柱高度的增加,控制效果减弱、有效控制作用时间缩短. 展开更多
关键词 主动流动控制 等离子体激励 高能表面电弧 圆柱激波 激波控制
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纳秒脉冲气动激励无人机流动控制风洞试验
7
作者 梁华 贺启坤 +3 位作者 魏彪 杨鹤森 苏志 谢理科 《空军工程大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2020年第2期29-35,共7页
等离子体流动控制作为一种新型的主动流动控制技术,可显著提升飞行器的气动性能。采用纳秒脉冲气动激励进行了某型无人机流动分离控制实验。实验结果表明:纳秒放电和毫秒放电的激励电压几乎相等,但是纳秒放电产生的电流(30A)比毫秒放电... 等离子体流动控制作为一种新型的主动流动控制技术,可显著提升飞行器的气动性能。采用纳秒脉冲气动激励进行了某型无人机流动分离控制实验。实验结果表明:纳秒放电和毫秒放电的激励电压几乎相等,但是纳秒放电产生的电流(30A)比毫秒放电电流(0.1A)大得多;纳秒脉冲气动激励在流场中诱导产生近似向上的冲击波,最大诱导速度不超过0.5m/s;纳秒放电的快速温升效应在静止空气中诱导产生冲击波,冲击波的持续时间约为80μs,传播速度约为380m/s;当激励电压大于一定阈值时,纳秒脉冲气动激励使得该型无人机上表面的流动分离得到抑制,临界失速迎角从20°提升至27°,最大升力系数增大11.24%。探究放电频率对流动控制效果的影响规律,结果表明:最佳激励频率是使得施特劳哈尔数为1的频率值;在附面层流动控制方面,纳秒脉冲气动激励较毫秒脉冲气动激励更加有效;纳秒脉冲等离子体流动控制的主要机制是冲击效应,在高速流动控制中,冲击效应比动力效应更加有效。 展开更多
关键词 纳秒放电 等离子体气动激励 无人机 流动分离
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叶尖掉块对跨声速压气机气动性能影响 被引量：1
8
作者 秦立涛 张海灯 +3 位作者 周留成 何卫峰 吴云 李应红 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第10期82-92,共11页
为了支撑服役环境下压气机气动性能的评定,通过数值仿真研究了叶尖掉块对跨声速压气机转子气动性能的影响规律和机制。首先利用实验结果对数值仿真方法进行校验,验证了方法的可靠性,进一步对不同形式叶尖掉块下压气机气动性能进行了仿... 为了支撑服役环境下压气机气动性能的评定,通过数值仿真研究了叶尖掉块对跨声速压气机转子气动性能的影响规律和机制。首先利用实验结果对数值仿真方法进行校验,验证了方法的可靠性,进一步对不同形式叶尖掉块下压气机气动性能进行了仿真分析。研究结果表明转子叶尖掉块会使得压气机正常工作状态下压比和效率略有降低,导致压气机近失速点流量明显增大,单一叶尖掉块对应压气机流量稳定裕度下降41.7%;在大流量工况下压气机气动性能与掉块叶片的相对位置并无直接关联,但在近失速点,掉块叶片不相邻时会使得对压气机压比和效率下降更多,但近失速点流量对掉块叶片相对位置的变化并不敏感;转子叶尖掉块会增强叶尖区域泄漏流动,强的泄漏流动与叶片通道激波发生相互作用会引起泄漏涡的破碎,引起较大的流动堵塞和损失,导致压气机气动性能衰减;掉块叶片产生的流动堵塞和吸力面气流的膨胀加速会影响到吸力面侧的掉块叶片,进而限制泄漏流的发展,使得流动堵塞和损失维持在较低水平,但这种影响会随着掉块叶片距离的增大而减弱。 展开更多
关键词 叶尖掉块 跨声速压气机 气动性能 激波 泄漏流
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基于最大似然估计的点火概率曲线计算模型取点方法
9
作者 黄章凯 张志波 +1 位作者 宋飞龙 贾敏 《推进技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第11期2505-2512,共8页
最佳点火能量、点火位置等关键信息可通过绘制点火概率曲线判定概率函数以提高点火成功概率。完成传统点火概率曲线的绘制需要至少300次的点火事件,以求得更加复杂的点火概率模型甚至需要更多的实验次数才能保证曲线精度。受制于点火器... 最佳点火能量、点火位置等关键信息可通过绘制点火概率曲线判定概率函数以提高点火成功概率。完成传统点火概率曲线的绘制需要至少300次的点火事件,以求得更加复杂的点火概率模型甚至需要更多的实验次数才能保证曲线精度。受制于点火器寿命,依据大数定律绘制点火概率曲线所需的多点数据难以保证,因此迫切需要开发一种在减少实验次数的前提下保证点火概率曲线精度的模型。本文拓展了一种点火概率计算模型,针对不同的取点方式,通过随机二项分布求得概率函数中似然函数的未知参数,从而拟合空间位置点火概率曲线和能量点火概率曲线,结合均方差评估拟合程度选取最优取点方法。研究表明,采用最优取点方法拟合的能量-点火概率曲线可以将均方差降低至0.02左右,空间位置点火概率曲线均方差降至0.04。研究表明所选取的最优取点方法可有效指导实验工况选取,并绘制出可信点火概率曲线。同等置信度下,三种点火概率曲线的实验次数均减少50%以上,实现大幅减少实验次数的目的。 展开更多
关键词 点火 曲线拟合 置信区间 实验工况 概率模型
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