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不同压力下介质阻挡放电等离子体诱导流场演化的实验研究

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物理学报 2013年第10期62卷 295-302页

作者：程钰锋聂万胜车学科田希晖侯志勇周鹏辉装备学院研究生院北京101416 装备学院航天装备系北京101416

采用粒子图像测速技术,获得了不同环境压力下介质阻挡放电等离子体诱导流场启动涡随时间的演化规律和诱导流场分布的变化规律.实验表明:不同环境压力下,诱导流场都会出现启动涡,压力较高,启动涡逐渐向右即向植入电极一侧扩散并最终消失... 详细信息

采用粒子图像测速技术,获得了不同环境压力下介质阻挡放电等离子体诱导流场启动涡随时间的演化规律和诱导流场分布的变化规律.实验表明:不同环境压力下,诱导流场都会出现启动涡,压力较高,启动涡逐渐向右即向植入电极一侧扩散并最终消失,扩散速度随时间递减,压力较小,诱导漩涡不会随放电时间的增大而消失;环境压力减小,等离子体诱导流场的启动时间减小,诱导流场的法向分量增强、横向分量减弱,诱导流线形状的变化规律是:L→U→V,L型流线没有诱导漩涡,U型流线有两个诱导旋涡,分别分布在U型凹槽和右侧,V型流线有一个诱导漩涡,分布在V中间.

关键词：介质阻挡放电诱导流场启动涡演化

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非定常等离子体诱导流场实验研究

高电压技术 2015年第12期41卷 4060-4065页

作者：田学敏田希晖车学科聂万胜陈庆亚姜家文装备学院航天装备系北京101416

为了解非定常等离子体作用机理,利用粒子图像激光测速技术开展了静止空气中的非定常等离子体诱导射流实验,研究了非定常诱导旋涡的产生与发展过程,以及占空比与频率对诱导流场的影响。实验结果表明:非定常模式下,诱导暴露电极右侧产生... 详细信息

为了解非定常等离子体作用机理,利用粒子图像激光测速技术开展了静止空气中的非定常等离子体诱导射流实验,研究了非定常诱导旋涡的产生与发展过程,以及占空比与频率对诱导流场的影响。实验结果表明:非定常模式下,诱导暴露电极右侧产生圆形诱导旋涡;随着诱导旋涡向右上方逆时针卷吸,流场产生一系列"9"状逆时针旋涡,且随着旋涡的叠加逐渐形成射流。随着占空比的增大,诱导射流速度及诱导流场高速区面积增大,高速区与壁面夹角减小。频率对诱导流场的影响存在一个最优值,当占空比一定、频率为30 Hz时,诱导射流速度最大,诱导流场高速区集中,高速区与壁面夹角最小。

关键词：表面介质阻挡放电诱导旋涡非定常等离子体诱导流场演化

表面介质阻挡放电等离子体诱导流场相似准则及应用

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高电压技术 2016年第3期42卷 769-774页

作者：车学科聂万胜田希晖陈庆亚姜家文装备学院航天装备系北京101416 装备学院研究生管理大队北京101416

利用相似变换法,由空气动力学动量方程和能量方程推导得出了表面介质阻挡放电等离子体流动控制实验研究时的体积力和放热相似准则。等离子体体积力相似本质上为一种雷诺数相似,根据实验条件的不同其有不同的表现形式：对于静止空气,体... 详细信息

利用相似变换法,由空气动力学动量方程和能量方程推导得出了表面介质阻挡放电等离子体流动控制实验研究时的体积力和放热相似准则。等离子体体积力相似本质上为一种雷诺数相似,根据实验条件的不同其有不同的表现形式：对于静止空气,体积力相似为基于诱导射流最大速度和射流半高宽的射流雷诺数相似;有来流时,可以采用基于激励器单位长度作用力、来流速度和动力粘性系数的单位长度作用力相似,也可以用诱导射流最大速度与来流速度的比值对静止空气诱导射流雷诺数进行修正,得到速度修正射流雷诺数相似。放热相似为无量纲扰动压力相似。应用速度修正射流雷诺数相似准则开展了20 km高空S1223翼型流动控制实验,可得当来流攻角为正且雷诺数较小时,即使来流攻角比较大,升力系数增大10%-55%,等离子体对翼型上、下表面的流场均有控制作用;当来流雷诺数较大时,增升作用不明显。

关键词：表面介质阻挡放电体积力放热诱导流场相似准则等离子体

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槽道湍流的法向与展向电磁力壁面减阻

推进技术 2013年第8期34卷 1023-1029页

作者：郭春风范宝春南京理工大学瞬态物理国家重点实验室江苏南京210094

法向与展向电磁力可以有效调制湍流近壁流动及减少壁面摩擦阻力。为进一步揭示该方法的减阻机理,利用Fourier-Chebyshev谱方法,通过直接数值模拟(DNS),对槽道湍流的法向与展向电磁力控制和减阻问题进行了研究。结果表明,对于确定的流向... 详细信息

法向与展向电磁力可以有效调制湍流近壁流动及减少壁面摩擦阻力。为进一步揭示该方法的减阻机理,利用Fourier-Chebyshev谱方法,通过直接数值模拟(DNS),对槽道湍流的法向与展向电磁力控制和减阻问题进行了研究。结果表明,对于确定的流向波长λx+,存在最佳的电磁力强度St,使阻力降最大,最佳St与λx+成反比。法向与展向电磁力对湍流的控制过程实质上是一种由电磁力诱导的调制波对壁湍流的调制过程。在优化参数控制下,当法向与展向电磁力诱导的流场被用来调制固有的近壁湍流流场时,固有流场和诱导流场同时受到调制。在这种调制波作用下,调制流场逐渐主宰壁面边界层,这导致了壁面阻力的下降,平均减阻率最高可达8%。

关键词：湍流直接数值模拟法向与展向电磁力固有流场诱导流场调制流场减阻

温升效应对介质阻挡放电诱导速度和涡量的影响

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高电压技术 2014年第10期40卷 3038-3045页

作者：化为卓梁华赵光银李军赵应红空军工程大学航空航天工程学院等离子体动力学重点实验室西安710038 西安交通大学能源与动力工程学院西安710048

表面介质阻挡放电等离子体同时存在力、热两种效应传递能量,为研究热效应对等离子体激励诱导流场的影响,通过求解带有体积力源项和热量源项的Navier-Stokes方程,建立了综合考虑动量效应和温升效应的介质阻挡放电物理模型,并对比分析了... 详细信息

表面介质阻挡放电等离子体同时存在力、热两种效应传递能量,为研究热效应对等离子体激励诱导流场的影响,通过求解带有体积力源项和热量源项的Navier-Stokes方程,建立了综合考虑动量效应和温升效应的介质阻挡放电物理模型,并对比分析了有、无温升效应时的速度场和涡量场。计算结果表明:同一时刻考虑温升效应时的诱导速度大于未考虑时的诱导速度,并且随激励时间的增长更为显著;在50 ms时考虑温升效应的诱导速度高出未考虑时诱导速度的9.5%;非定常激励下,温升效应对等离子体激励诱导涡量的大小产生显著影响,与无温升效应相比,等离子体激励作用期间的正涡涡量增大10%,负涡涡量增大5%,等离子体激励未作用期间温升效应加速了涡的耗散。

关键词：介质阻挡放电等离子体体积力温升效应诱导速度诱导流场

确定空间分布的展向Lorentz力作用下槽道湍流的壁面减阻

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船舶力学 2013年第4期17卷 336-345页

作者：郭春风范宝春南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094

文章采用直接数值模拟方法,对具有确定空间分布的展向Lorentz力作用下槽道湍流的壁面减阻效果和减阻机理进行了研究,讨论了电磁力强度A和流向波数kx对湍流流场的展向速度、条带、流向涡、Reynolds应力分布和壁面减阻率的影响。结果表明... 详细信息

文章采用直接数值模拟方法,对具有确定空间分布的展向Lorentz力作用下槽道湍流的壁面减阻效果和减阻机理进行了研究,讨论了电磁力强度A和流向波数kx对湍流流场的展向速度、条带、流向涡、Reynolds应力分布和壁面减阻率的影响。结果表明,湍流固有流场和电磁力诱导流场之间相互调制,存在最优参数A、kx,使得诱导流场主宰壁面边界层,减阻效果最好。

关键词：湍流控制展向电磁力减阻直接数值模拟固有流场诱导流场

基于空间变化展向电磁力的槽道湍流壁面减阻特性研究

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水动力学研究与进展（A辑） 2014年第2期29卷 135-141页

作者：郭春风范宝春南京理工大学瞬态物理国家重点实验室南京210094

槽道湍流空间变化的展向Lorentz力可以有效干扰湍流拟序结构,抑制壁湍流的产生,达到良好的减阻效果。该文以槽道流形成的充分发展的湍流边界层为基本研究对象,利用Fourier-Chebyshev谱方法,通过直接数值模拟(DNS),对槽道湍流空间变化的... 详细信息

槽道湍流空间变化的展向Lorentz力可以有效干扰湍流拟序结构,抑制壁湍流的产生,达到良好的减阻效果。该文以槽道流形成的充分发展的湍流边界层为基本研究对象,利用Fourier-Chebyshev谱方法,通过直接数值模拟(DNS),对槽道湍流空间变化的展向Lorentz力控制和减阻问题进行了研究。传统方法往往直接对湍流进行研究,但由于湍流结构的复杂性,减阻机理不能完全解释清楚。为解决上述问题,提出了Lorentz力对湍流的控制过程实质上是诱导流场与固有流场相互作用。首先分析了诱导流场展向速度分布特点,然后介绍了固有流场典型特征,进而把调制流场和诱导流场、固有流场进行对比,发现调制流场是通过诱导流场与固有流场相互作用实现的。研究结果表明,在优化参数控制下,诱导流场逐渐主宰壁面边界层,这导致了壁面阻力的下降,平均减阻率最高可达39%。

关键词：湍流控制展向电磁力减阻直接数值模拟固有流场诱导流场

分层海洋中典型内波流场及其对小尺度杆件的作用

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分层海洋中典型内波流场及其对小尺度杆件的作用

第十七届全国水动力学研讨会暨第六届全国水动力学学术会议

作者：程友良李家春中国科学院力学研究所工程科学部中国科学院力学研究所工程科学部

本文讨论了两层流体在两水平固壁间及在自由面和固壁问的流动以及这种流动与小直径杆件的作用．针对三种不同的海况,分析求解和模拟了具体的结果。所得结果有典型内波流场的分析解、频散关系式、流场分析以及对小直径圆柱的作用。分析... 详细信息

本文讨论了两层流体在两水平固壁间及在自由面和固壁问的流动以及这种流动与小直径杆件的作用．针对三种不同的海况,分析求解和模拟了具体的结果。所得结果有典型内波流场的分析解、频散关系式、流场分析以及对小直径圆柱的作用。分析了相对密度比、深度比、波幅、波长因素对最大总作用力和总力矩的影响。在深度比接近1时,把分层上下两段分别所受最大总作用力和总力矩与整段杆件所受最大总作用力和总力矩进行了比较。得到了若干有价值的结论。

关键词：分层海洋诱导流场内波小尺度杆件 Morison公式作用力和力矩

来源： cnki会议评论

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cnki会议

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应用等离子体实现主动流动控制的实验研究

弹箭与制导学报 2006年第2期26卷 110-111页

作者：刘万刚李一滨中国兵器工业第203研究所西安710065 西北工业大学航空学院西安710072

进行了应用等离子体在静止空气中诱导流场的实验研究。利用自行研制的等离子体发生器在1个大气压下产生了均匀、稳定、可控的射频辉光等离子体。采用电流体(EHD)技术以及粒子捕获机制,合理布置电极阵列加速等离子体,在静止空气中成功地... 详细信息

进行了应用等离子体在静止空气中诱导流场的实验研究。利用自行研制的等离子体发生器在1个大气压下产生了均匀、稳定、可控的射频辉光等离子体。采用电流体(EHD)技术以及粒子捕获机制,合理布置电极阵列加速等离子体,在静止空气中成功地诱导流场。

关键词：射频辉光等离子体电流体粒子捕获电极阵列诱导流场