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逆向等离子体合成射流抑制低速流动分离的研究

         
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等离子体合成射流是一种能抑制流动分离的高能激励.通过实验和数值仿真的方法调查了等离子合成射流对低速翼型流动分离的抑制.激励器的电极内置在翼型内部,射流孔位于前缘点.流场烟雾粒子浓度分布和数值模拟的结果均表明逆向等离子体合成射流能推移低速翼型的流动分离点,并提升翼型的升力特性.逆向等离子体合成射流推移分离点距离和提升翼型升力特性的能力随迎角的增大而增强.当迎角为16°时,等离子体激励推移翼型流动分离点的距离约占弦长的16.5%,提升翼型升力系数约17.3%.结果表明低速流动中,逆向等离子体合成射流产生的热射流与主流相互作用会形成条带状热结构.条带状热结构具有先导掺混作用,能增强主流与分离剪切层内流体的掺混.而射流主体具有掺混和诱导作用,能诱导分离剪切层的动态重新附壁.条带状热结构、射流主体与主流的相互作用是逆向等离子合成射流抑制低速翼型流动分离,提高翼型升力特性的主要机制.在不同的阶段,条带状热结构的作用和射流主体的作用不同.这种差异性导致它们的耦合性也发生了变化,并使得翼型的升力特性出现了五种典型阶段.此外,实验结果还表明放电参数恒定时,串联阵列式激励器的流动控制效果强于单个激励器.

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