导读:本文包含了等离子体片边界层论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:湍流边界层,减阻,等离子体激励器
等离子体片边界层论文文献综述
林翠婷[1]（2019）在《等离子体激励器展向非稳态吹气实现湍流边界层减阻》一文中研究指出我们日常生活中经常见到的交通工具如飞机、高速列车等均存在较大的摩擦阻力,克服这些摩擦阻力需要消耗很多能量。高速行驶的物体表面存在较大摩擦阻力的原因是在其表面形成的湍流边界层中存在大量的拟序结构,那么如何控制湍流边界层中的拟序结构是减小摩擦阻力的关键。本文通过布置于展向狭缝中的等离子体激励器产生非稳态射流来实现减小摩擦阻力的目的。本课题应用DBD等离子体激励器展向狭缝吹气技术,研究不同激励工况(包括稳态激励、非稳态激励和非对称激励)对湍流边界层减阻效果的影响,实验段基于动量厚度的雷诺数为1450,主要应用热线风速仪以斜率法测得激励器下游的减阻效果,并对控制前后的速度信号进行统计量分析,再通过烟线流动显示技术观测激励器控制前后近壁面湍流结构的变化情况。研究发现在非稳态工况下,减阻量随着占空比和脉冲频率的增加均先增加后减小,在占空比为80%,脉冲频率为100Hz,激励电压为12kV_(p-p)时减阻效果最佳,最大局部减阻量为55%,较稳态工况的43%有明显提高,减阻恢复区为970个壁面单位,与稳态工况(950个壁面单位)基本一致,且两种工况在下游均会有增阻现象发生。在非对称工况下,当不对称度为0.2、0.3时减阻效果明显优于不对称度为0.1、0.4、0.5的工况,减阻量随脉冲频率的变化趋势与非稳态工况相同,均是随脉冲频率的增加先增加后减小,不对称度为0.2、0.3时,减阻量在脉冲频率为100Hz时达到最大。当脉冲频率为100Hz、不对称度为0.3时减阻效果最佳,最大局部减阻量为58%,减阻恢复区为1130个壁面单位,并有效削弱了减阻区后的增阻现象。可以得出非稳态工况可以提高减阻量,而非对称工况即提高了减阻量、又延长了减阻恢复区且能抑制下游增阻现象。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-01-01）
吴广伟[2]（2019）在《等离子体诱导吹气和吸气的湍流边界层的减阻控制研究》一文中研究指出对于运动的飞机、高铁、轮船等,其表面产生的湍流边界层是表面摩擦阻力的主要来源,因此,湍流的减阻控制一直是流体力学及相关工程领域的重要课题,而摩擦阻力与湍流边界层的相干结构有着密切的联系,因此,有效控制湍流边界层的相干结构是降低摩擦阻力的有效途径。本文利用介质阻挡放电(DBD)等离子体诱导吹气、吸气进行湍流边界层的减阻研究,以获得最佳的减阻率以及相应的控制机理,主要采用了吹气、吸气以及吹气与吸气组合的控制方案进行了湍流边界层的减阻研究。本实验在风洞中进行,Re_θ=1450。利用浮动面(FE)测力天平,对激励器狭缝下游280mm×100 mm的区域进行了平均减阻量的测量。为了更加细致地研究该控制方案的控制区域与局部减阻量,应用热线风速仪在距激励器狭缝下游10 mm处测量控制前后的垂直壁面的平均流向速度曲线,并以线性区的速度梯度计算各控制方案下的局部减阻率以及恢复区;之后,利用烟线流动显示技术在距离壁面y~+=17处研究与壁面平行的平面内的流体结构的改变。实验研究结果表明,吹气以及吹气与吸气组合的方案具有较好的减阻效果,而在吸气强度系数小于0.017时,吸气具有增阻效果。目前,在吹气强度系数为0.0379(激励电压E=12 kV_(p-p)),激励频率f=2 kHz,吹气与吹气组合方案,最大的局部减阻量58%,由测力天平测得最大的平均减阻量为31%,阻力在x~+=933恢复;而吹气与吸气的组合方案,当吹气与吸气比率为2.25时,最大的局部减阻量为57%,由测力天平测得最大的平均减阻量为28%,阻力在x~+=1266恢复。此外,经过对增加测力平板的面积、减少测力平板的厚度、增设密封箱充气平衡压差等方面进行了改善,稳定性与准确性均有所提高,与热线测量结果对比,误差小于4%。流显结果表明,吸气能够将近壁区的条带结构拉近壁面,增强了与壁面的相互作用,因此,吸气狭缝附近的壁面摩擦阻力会增加;其次,双吹气控制方案使近壁区的条带结构被抬升及形成小尺度的结构,减少了与壁面的相互作用,进而减少壁面摩擦阻力;最后,吹气与吸气组合控制方案,吹气抬升了条带结构,而吹气下游的吸气将近壁区的条带结构拉近壁面,形成了一种“波浪形”的结构,并且条带间的间距减小,从而低速条带被稳定,因此,减阻恢复区增长,壁面摩擦阻力也会降低。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-01-01）
王宇天,张百灵,李益文,肖良华[3]（2018）在《等离子体激励控制激波与边界层干扰流动分离数值研究》一文中研究指出针对高超声速进气道激波与边界层干扰流动分离控制问题,提出了一种低功率重频非定常激励方式,并基于雷诺平均Navier-Stokes(N-S)方程,从唯象学的角度出发,将等离子激励简化为功率密度源项,对比研究了定常与低功率重频非定常等离子体气动激励的作用机理与控制效果。结果表明:定常激励的能量沉积作用对于激波控制非常有效,并可诱导出斜激波,但是对于流动分离控制而言,其能量沉积显然过于强大,反而会使流动分离更加严重,无法满足控制要求;当采用低功率重频非定常激励方式时,对于不同功率密度的情况均存在最佳激励时长与频率,当功率密度为5.0×109 W/m3时,最大射流速度可以达到895m/s,并且可以在一定程度上减弱激波与边界层干扰流动分离。(本文来源于《航空动力学报》期刊2018年02期）
彭倩[4]（2018）在《基于等离子体激励器控制湍流边界层减阻的参数优化研究》一文中研究指出存在于飞机、汽车、船舶等运动物体周围的湍流边界层是摩擦阻力产生的主要原因,而壁面相干结构是湍流能量产生的直接原因,因此,有效控制湍流边界层内相干结构是减小摩擦阻力的重要途径。本文利用介质阻挡放电(DBD)等离子体激励器控制湍流边界层减阻实验研究,通过优化激励器的各参数获得最佳减阻率。本文对等离子体激励器的几何参数和激励信号参数进行优化以取得更高减阻率。实验在风洞中进行,来流速度U∞=2.4 m/s。利用热线风速仪在距DBD等离子体激励器尾部下游25 mm处测量控制前后的流向速度脉动,以计算各控制参数下的减阻率,利用高压探头与电流探头测量激励器的功率消耗以比较非稳态激励下的控制效率,并且采用烟线流动显示技术在距离壁面高y+=21处拍摄与壁面平行的平面内流体结构的变化。另外,根据热线测得湍流边界层内的速度信号,研究控制前后流向速度U的统计量分布和近壁面猝发频率的变化。研究结果证明稳态激励下的最佳控制参数为介质层厚度Th=0.14 mm,电极长度L=300 mm,激励电压E=6 k Vp-p,放电间距D=60 mm,并且取得了目前为止最佳平均减阻率(35)cf=24%。对于非稳态激励控制,随着脉冲频率fp的增大,平均减阻率逐渐减小,但当fp≥100 Hz时,流向涡的形态趋于稳定,对边界层的控制效果不再发生变化,减阻率保持不变。而非稳态的占空比起着主导作用,且电压E=7.4 k Vp-p,脉冲频率fp=50Hz,占空比DC=50%时的控制效率(减阻率与功耗比值)|?(81)?????|/P最高为0.018。通过计算近壁面处控制前后猝发频率fb+的变化,发现控制后的fb+明显减小且稳态激励下fb+减小的幅值大于非稳态情况,说明控制后的低速条带较为稳定,湍流事件得到抑制且稳态减阻效果更加显着。流显结果表明,稳态激励器诱导的反向流向涡对强烈的上洗作用能够稳定低速条带并使其向激励器对中间靠拢,最终形成一条狭长的低速条带群,较低的流速促使可观的减阻率。非稳态控制后的低速条带因占空比的影响不断聚拢与分散,形成连续的“波浪式”低速条带群,此现象表明非稳态下的平均减阻率达不到稳态最佳情况,只有稳定的流向涡才能有效抑制近壁面的湍流事件。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2018-01-01）
何国强,秦飞,李益文,张百灵,王宇天[5]（2017）在《超声速边界层等离子体转捩控制初步研究》一文中研究指出设计制作了等离子体涡流发生器,在低气压、静止空气环境条件下,对等离子体涡流发生器的放电特性进行了测试,电源采用脉冲+直流的放电形式,在高压脉冲的作用下使得气体击穿,利用直流维持其电弧等离子体放电,在磁场作用下,静止条件放电电压和电流振荡明显,电弧等离子体在发生器头部产生并不断向尾部滑移,该波形的振荡频率为225k Hz左右,平均功率约40W,对流场施加周期性的焦耳热和体积力作用;采用PIV对静止空气条件下涡流发生器的流场特性进行了测量,可以看出射流在壁面附近诱导形成了漩涡。利用小型吸气式超声速风洞(马赫数2),开展了超声速气流条件下的放电特性测试及压力测试研究,实验段截面尺寸30mm×40mm,实测喷管出口的静压为12500Pa,涡流发生器前后壁面安装7个动态压力传感器测量边界层动态压力,对放电图像和电压电流特性曲线进行了测试,放电电压和电流振荡明显,平均放电功率约为70W,由于超声速气流的作用,直流放电的维持时间变短;边界层动态压力测试分析表明,实验段边界层脉动压力主频约10KHz,涡流发生器开启后功率谱在10KHz附近发生较显着的变化,表明边界层湍流度相比得到增强,初步验证了等离子体涡流发生器的可行性,后续研究将利用光学测试手段开展更详细和深入的研究。(本文来源于《第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集》期刊2017-07-26）
刘永超[6]（2016）在《基于等离子体驱动器控制湍流边界层的参数化研究》一文中研究指出湍流边界层的研究已经得到了广泛的关注。湍流边界层中的相干结构是产生阻力的主要原因之一。本工作使用介质阻挡等离子体诱发流向涡控制湍流边界层达到阻力减小的目的。破坏湍流再生成是阻力减少的方法之一。等离子体激励器是一种结构简单的设备。它可以产生沿壁面的射流,这个射流在湍流边界层中应用可以实现不同方案的组合以达到减阻的目的。等离子体在湍流边界层中可以诱发流向涡来控制湍流边界层减阻。然而流向涡的位置、大小和强度都将影响湍流边界层的减阻效果。对湍流边界层中诱导的流向涡特征的研究可以帮助更好的实现基于流向涡的减阻。流向涡的大小,强度都与等离子体激励器的长度和施加在激励器的电压有关。控制前后的流场的主要流体结构由粒子成像测速仪(PIV)测量。热线风速仪用来测量垂直壁面方向的平均流向速度曲线,并依据线性区的速度梯度估计壁面所受的表面摩擦阻力。当减少施加的电压和增加激励器长度会使诱导出的最大涡量和诱导涡的尺寸减少。因此,较长电极上施加较高的电压产生的最大涡量可以与短电极施加小电压产生的最大涡量相同但涡的尺寸不同。当增加等离子体激励器的偏转角度时,最大涡量会减少,并且,涡尺寸在z方向上的影响范围会增大,但是在垂直壁面方向上的影响会减小。基于壁面速度梯度可以估计壁面所受的表面摩擦阻力。当固定相同的最大涡量时,长电极的局部减阻量最高,为37.9%。但是长电极达到相同的涡量需要更大的射流速度,因而诱导的流向涡的下洗侧的速度很大,导致大量的阻力增加。当固定电极长度而改变电极角度时,由于涡的结构不稳定,在形成主涡的过程中会有小涡结构产生。这些小的涡结构会扰乱湍流再生成过程以达到阻力减少。当电极角度为15°且施加电压为9 kVp-p时,电极下游25 mm处的平均减阻率最大,为7.9%。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2016-12-01）
黄志伟,程肖岐,刘永超,彭倩,周裕[7]（2016）在《基于DBD等离子体激励器诱导流向涡的湍流边界层控制》一文中研究指出本文通过实验的方法,使用基于等离子体激励器产生的流向涡控制湍流边界层以达到减阻的目的。两种基于介质阻挡放电的等离子体激励器方案被用来产生沿壁面的流向涡。激励器下游的局部减阻率通过热线风速仪进行测量。垂直于流向平面内流向涡的发展和相互作用由TR-PIV捕捉。最大局部减阻率可以达到55.5%。由于低速条带的抬升是湍流产生的直接原因,等离子体激励器产生的流向涡抑制了低速条带不稳定性,减弱了近壁面区的准流向涡,从而导致了壁面摩擦阻力的降低。(本文来源于《第九届全国流体力学学术会议论文摘要集》期刊2016-10-20）
陆纪椿,史志伟,杜海,胡亮,李铮[8]（2016）在《等离子体激励器控制平板边界层转捩实验研究》一文中研究指出在低速射流风洞中,研究了单级介质阻挡放电等离子体激励器对光滑平板边界层转捩位置的控制作用。实验采用热线测量技术,以边界层速度脉动与平均速度型作为转捩判据。实验发现,在来流速度为15m/s,激励器连续放电参数为输出电压峰峰值11kV,频率4.7kHz时,在激励器放电作用下,平板边界层转捩位置推迟约40mm。在相同的来流条件和激励器布局下,研究了不同放电参数对边界层内速度型,速度脉动以及频谱分布的影响,发现提高放电电压、频率和占空比能进一步推迟转捩。实验结果表明:激励器产生的射流效应可以增强边界层流动的稳定性,随放电电压、频率以及占空比增强,射流能量增大,因此边界层稳定性进一步加强,转捩控制效果也更明显。(本文来源于《航空学报》期刊2016年04期）
李泽祥,兰世隆[9]（2015）在《纳秒脉冲等离子体激励对平板边界层影响的数值研究》一文中研究指出为研究纳秒脉冲等离子体激励对平板边界层的影响,建立了适用于常规非对称电极脉冲放电的唯象模型。首先对所用可压缩算法的格式及湍流模型进行了验证。唯象模型耦合进流场后,在温度升高、扰动波传播速度方面与实验结果相符,证实了模型的有效性。(本文来源于《中国力学大会-2015论文摘要集》期刊2015-08-16）
钟德俊[10]（2015）在《磁约束等离子体边界层里杂质辐射的研究》一文中研究指出磁约束聚变装置是当前世界上研究受控热核聚变的主要装置，装置里位于芯部等离子体与第一壁之间的边界等离子体，由于和第一壁直接相互作用，因此等离子体中杂质的存在不可避免。根据实验条件及装置使用材料的不同，等离子体中杂质种类在从低Z杂质到高Z杂质一个很宽的范围内分布。边界层中的杂质离子会因为受到各种力的作用进入到芯部，从而污染芯部等离子体，杂质所产生的辐射功率损失使等离子体的温度降低，最终可导致等离子体约束时间减小并可导致等离子体熄灭。可见，边界等离子体行为将直接影响磁约束聚变装置及未来聚变堆的排灰、排热和杂质控制，边界层杂质问题的研究是托卡马克类磁约束聚变装置研究的前沿课题。由于磁约束聚变研究中边界等离子体输运过程的复杂性，其主要的理论研究手段是借助大型数值模拟程序来进行边界等离子体（偏滤器物理）的研究。EMC3-EIREN是当今世界上唯一的研究叁维边界等离子体和杂质输运的并行程序包，它采用了蒙特卡罗模拟方法来求解流体模型的输运方程组。该大型模拟程序包以聚变装置的真实边界几何位形为计算区间，紧密结合了边界层具体物理参数，因而模拟结果能充分体现具体装置边缘等离子体的特性，是当前tokamak和仿星器边界输运研究的重要工具，本论文应用大型数值模拟程序EMC3-EIRENE程序模拟了ITER装置在电流爬升阶段，分立限制器溅射出来的铍杂质在边界层的叁维输运和辐射功率，得到了铍杂质的密度分布特性等；同时自编程序在日冕平衡和非日冕平衡（考虑杂质输运效应）条件下分别计算了等离子体边界sol层里，铍（Be）杂质各个价态辐射的总功率，并和叁维程序EMC3-EIRENE的计算结果作对比，结果符合很好。开展该模拟研究对于研究有关ITER边界等离子体输运的科学问题具有一定的意义。(本文来源于《东华大学》期刊2015-05-21）
等离子体片边界层论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
对于运动的飞机、高铁、轮船等,其表面产生的湍流边界层是表面摩擦阻力的主要来源,因此,湍流的减阻控制一直是流体力学及相关工程领域的重要课题,而摩擦阻力与湍流边界层的相干结构有着密切的联系,因此,有效控制湍流边界层的相干结构是降低摩擦阻力的有效途径。本文利用介质阻挡放电(DBD)等离子体诱导吹气、吸气进行湍流边界层的减阻研究,以获得最佳的减阻率以及相应的控制机理,主要采用了吹气、吸气以及吹气与吸气组合的控制方案进行了湍流边界层的减阻研究。本实验在风洞中进行,Re_θ=1450。利用浮动面(FE)测力天平,对激励器狭缝下游280mm×100 mm的区域进行了平均减阻量的测量。为了更加细致地研究该控制方案的控制区域与局部减阻量,应用热线风速仪在距激励器狭缝下游10 mm处测量控制前后的垂直壁面的平均流向速度曲线,并以线性区的速度梯度计算各控制方案下的局部减阻率以及恢复区;之后,利用烟线流动显示技术在距离壁面y~+=17处研究与壁面平行的平面内的流体结构的改变。实验研究结果表明,吹气以及吹气与吸气组合的方案具有较好的减阻效果,而在吸气强度系数小于0.017时,吸气具有增阻效果。目前,在吹气强度系数为0.0379(激励电压E=12 kV_(p-p)),激励频率f=2 kHz,吹气与吹气组合方案,最大的局部减阻量58%,由测力天平测得最大的平均减阻量为31%,阻力在x~+=933恢复;而吹气与吸气的组合方案,当吹气与吸气比率为2.25时,最大的局部减阻量为57%,由测力天平测得最大的平均减阻量为28%,阻力在x~+=1266恢复。此外,经过对增加测力平板的面积、减少测力平板的厚度、增设密封箱充气平衡压差等方面进行了改善,稳定性与准确性均有所提高,与热线测量结果对比,误差小于4%。流显结果表明,吸气能够将近壁区的条带结构拉近壁面,增强了与壁面的相互作用,因此,吸气狭缝附近的壁面摩擦阻力会增加;其次,双吹气控制方案使近壁区的条带结构被抬升及形成小尺度的结构,减少了与壁面的相互作用,进而减少壁面摩擦阻力;最后,吹气与吸气组合控制方案,吹气抬升了条带结构,而吹气下游的吸气将近壁区的条带结构拉近壁面,形成了一种“波浪形”的结构,并且条带间的间距减小,从而低速条带被稳定,因此,减阻恢复区增长,壁面摩擦阻力也会降低。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
等离子体片边界层论文参考文献
[1].林翠婷.等离子体激励器展向非稳态吹气实现湍流边界层减阻[D].哈尔滨工业大学.2019
[2].吴广伟.等离子体诱导吹气和吸气的湍流边界层的减阻控制研究[D].哈尔滨工业大学.2019
[3].王宇天,张百灵,李益文,肖良华.等离子体激励控制激波与边界层干扰流动分离数值研究[J].航空动力学报.2018
[4].彭倩.基于等离子体激励器控制湍流边界层减阻的参数优化研究[D].哈尔滨工业大学.2018
[5].何国强,秦飞,李益文,张百灵,王宇天.超声速边界层等离子体转捩控制初步研究[C].第十八届全国等离子体科学技术会议摘要集.2017
[6].刘永超.基于等离子体驱动器控制湍流边界层的参数化研究[D].哈尔滨工业大学.2016
[7].黄志伟,程肖岐,刘永超,彭倩,周裕.基于DBD等离子体激励器诱导流向涡的湍流边界层控制[C].第九届全国流体力学学术会议论文摘要集.2016
[8].陆纪椿,史志伟,杜海,胡亮,李铮.等离子体激励器控制平板边界层转捩实验研究[J].航空学报.2016
[9].李泽祥,兰世隆.纳秒脉冲等离子体激励对平板边界层影响的数值研究[C].中国力学大会-2015论文摘要集.2015
[10].钟德俊.磁约束等离子体边界层里杂质辐射的研究[D].东华大学.2015