超声速阵列式等离子体冲击流动控制

目录

丛书序

序

前言

第1章研究背景与现状1

1.1研究背景/1

1.2等离子体激励/3

1.2.1表面电弧等离子体激励/3

1.2.2等离子体合成射流激励/5

1.3超声速气流边界层等离子体激励调控/7

1.4激波／边界层干扰等离子体激励调控/9

1.5超声速凹腔流动等离子体激励调控/12

参考文献/13

第2章实验测试、数值模拟与数据处理方法18

2.1实验设备与测试方法/18

2.1.1风洞设备/18

2.1.2测试系统/20

2.1.3粒子图像测速系统/22

2.2数值模拟方法/24

2.2.1直接数值模拟方法/24

2.2.2大涡模拟方法/29

2.3数据处理方法/31

2.3.1均方根和平均纹影强度分析/31

2.3.2频谱分析/32

2.3.3本征正交分解分析/32

参考文献/33

第3章等离子体冲击激励模型与特性36

3.1等离子体冲击激励建模仿真/36

3.1.1火花电弧等离子体激励模型与特性包线/36

3.1.2等离子体冲击激励特性及其缩比规律/44

3.2表面电弧等离子体激励特性实验/52

3.2.1静止条件下的激励特性/52

3.2.2超声速来流条件下激励特性/56

3.2.3阵列式放电对边界层的影响/59

3.2.4等离子体冲击激励与流场作用RMS与POD分析/60

3.3等离子体合成射流激励特性实验/63

3.3.1实验研究方法/63

3.3.2激励器性能的变化规律/71

3.4等离子体合成射流激励的磁流体电弧耦合仿真/81

3.4.1磁流体二阶电路耦合放电仿真模型/81

3.4.2能量损失分析/90

参考文献/94

第4章阵列式等离子体激励方法的设计与优化95

4.1单路等离子体冲击激励控制激波／边界层干扰的探索与问题/95

4.2基于阻抗调控的阵列式等离子体激励原理及验证/97

4.2.1阵列式放电技术关键点分析/98

4.2.2阻抗主动调控方法/100

4.2.3阵列式放电技术的原理电路/101

4.2.4阵列式放电的电学特性/103

4.2.5放电电容对阵列式放电的影响/106

4.2.6阵列式放电对放电效率的改进/107

4.3阵列式等离子体激励电路模型与参数优化/108

4.3.1分析优化模型建立/109

4.3.2参数影响规律/121

4.3.3阵列式放电方法的优化/124

4.4阵列式等离子体激励特性实验研究/125

4.4.1激励性能/126

4.4.2激励器数量对性能的影响/129

4.5阵列式等离子体激励特性仿真研究/131

4.5.1仿真模型建立/131

4.5.2多路放电特性/140

4.5.3单个激励器工作特性/142

4.5.4阵列式激励器总能量特性/144

4.5.5放电回路电阻的影响/145

参考文献/146

第5章阵列式等离子体冲击激励强制边界层转捩148

5.1阵列式电弧等离子体激励强制边界层转捩/148

5.1.1超声速平板边界层基准流场/148

5.1.2展向阵列式表面电弧等离子体冲击激励方法/150

5.1.3强制边界层转捩效果/152

5.1.4强制边界层转捩机理分析/155

5.1.5强制边界层转捩效果的变化规律/157

5.2阵列式等离子体合成射流激励强制边界层转捩/162

5.2.1展向阵列式等离子体合成射流冲击激励方法/162

5.2.2强制边界层转捩效果/163

5.2.3强制边界层转捩机理分析/167

5.2.4强制边界层转捩效果的变化规律/168

参考文献/170

第6章阵列式等离子体冲击激励控制激波／边界层干扰171

6.1阵列式电弧等离子体激励控制超声速激波／边界层干扰实验/171

6.1.1实验模型与高频阵列式等离子体冲击激励方法/171

6.1.2高频阵列式激励对激波／边界层干扰流动结构的影响/176

6.1.3高频阵列式激励对激波／边界层干扰低频不稳定性的影响/180

6.1.4高频阵列式激励对激波／边界层干扰流动分离的影响/182

6.1.5高频阵列式激励流动控制效果的变化规律/190

6.1.6阵列式电弧等离子体激励控制激波／边界层的概念模型/196

6.2阵列式电弧等离子体激励控制超声速激波／边界层干扰模拟/197

6.2.1仿真对象与数值验证/197

6.2.2高频阵列式激励下激波／边界层干扰流动的演化过程/201

6.2.3高频阵列式激励调控激波／边界层干扰的机理分析/208

6.3阵列式电弧等离子体激励控制高超声速激波／边界层干扰/211

6.3.1实验模型与激励方法/211

6.3.2高超声速双楔模型的基准流场分析/212

6.3.3马赫数为6.0来流下的流动控制效果分析/217

6.3.4马赫数为8.0来流下的流动控制效果分析/219

6.4阵列式等离子体合成射流激励控制激波／边界层干扰/221

6.4.1实验模型/221

6.4.2激励方法与特性/222

6.4.3阵列式激励控制圆柱突起诱导激波／边界层干扰/225

6.4.4阵列式激励控制压缩拐角激波／边界层干扰/228

参考文献/232

第7章阵列式等离子体冲击激励控制超声速凹腔流动234

7.1阵列式等离子体冲击激励控制超声速凹腔流动实验/234

7.1.1不同激励器阵列布局对流场的控制效果对比/235

7.1.2不同激励频率对流场的控制效果对比/245

7.2阵列式等离子体冲击激励控制超声速凹腔流动模拟/253

7.2.1激励前后的时均流场特性/254

7.2.2流动控制机理分析/258

参考文献/264