基于等离子体气动激励的钝体绕流流动控制技术

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等离子体流动控制是一种新颖的主动流动控制技术,通过介质阻挡放电(Dielectric Barrier Discharge)等控制形式,对分离点气流产生扰动,注入能量,可以有效抑制流动分离,达到增升、减阻、降噪等目的,具有广阔的应用前景。在工程领域钝体广泛存在,钝体绕流所带来的压差阻力,颤振,噪声等不利现象严重影响了结构安全与使用质量,对钝体开展主动流动控制研究具有重要的意义。为了进一步拓展等离子体的研究范围,本文选取了圆形截面的起落架和L形截面的高层建筑两种工程领域典型钝体,利用多种交流(Alternating Current)介质阻挡放电等离子体激励器布局形式,在绕流模型的不同位置施加等离子体激励,通过风洞实验手段,对不同实验条件下施加激励后钝体模型的减阻能力,流场结构,压力特性等控制效果进行了比较,并对控制机理进行了分析。结果表明,布局在起落架模型不同部件上的等离子体激励器在多数实验条件下均对绕流产生了控制效果,有效改善了尾流流场,抑制了尾流旋涡和不同部件上的流场耦合作用。从流动控制机理角度对噪声实现了根本性抑制,少数条件下产生了相反效果。布局在高层建筑模型上的等离子体激励器均能抑制拐角处流动分离,减少压差阻力,减阻率随激励器布置位置,风向角,风速等实验条件的不同有较大的变化,诱导射流是否完全参与分离剪切层的控制是产生这种变化的根本性原因。
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