国家自然科学基金(11205244)
- 作品数：26 被引量：83H指数：7
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- 亚微秒脉冲表面介质阻挡放电等离子体诱导连续漩涡的研究被引量：21
- 2013年
- 使用粒子激光图像测速技术对亚微秒脉冲激励表面介质阻挡放电激励器连续产生诱导漩涡进行了实验研究,给出了包含脉冲重复频率和漩涡频率的双频率激励模式的具体形式.实验过程中出现了原发型与继发型两类示踪粒子空白区,前者由放电释热的微爆炸作用造成,使得诱导流动远离壁面,能够减小壁面摩擦阻力的作用;以暴露电极左侧继发型空白区被完全吹除作为重复启动激励的临界点.为提高控制效果应采用尽可能高的脉冲重复频率,漩涡时间内脉冲数量应大于10,最大诱导速度随脉冲数量增大而增大,但动量传递效率降低.使用亚微秒脉冲激励具备释热、体积力两种作用机理.
- 车学科聂万胜周朋辉何浩波田希晖周思引
- 不同压力下微秒脉冲表面介质阻挡放电流场实验被引量：8
- 2013年
- 采用粒子图像测速(PIV)技术,在不同空气压力条件下,测量了微秒脉冲等离子体气动激励诱导流场的演化过程,分析了不同压力下的流场启动涡、流场结构和壁面射流.根据实验数据计算研究了诱导力随压力变化的空间分布趋势.实验结果表明:常压下和5 500Pa压力下产生一个启动涡,19 000Pa和11 700Pa压力下产生两个启动涡.稳定流场结构随压力减少分别为L型、∽型和V型.压力减小,诱导流场对等离子体气动激励的响应时间减少,射流切向距离变短,距壁面法向距离增加.最大诱导力随压力降低减小,x坐标逐渐向表面介质阻挡放电(SDBD)激励器靠近.
- 周朋辉田希晖车学科聂万胜侯志勇
- 关键词：等离子体
- 临近空间螺旋桨低雷诺数高效翼型数值分析被引量：3
- 2012年
- 针对临近空间翼型边界层变厚更容易发生分离的特点,在修正了湍流模型后,通过分析比较13种低雷诺数翼型的升阻系数得到了比较适合用于临近空间螺旋桨叶素的高效翼型。结果显示,攻角在-6°～8°、8°～14°、14°～22°三种工况下,分别采用SST k-ω、RNG k-ε、Realizable k-ε湍流模型,可以得到与国外实验比较接近的合理结果;工况条件对翼型气动性能好坏的影响很大,翼型S-1223和FX63-137在所研究的工况内都具有较好的气动性能;因此可以选择这两种翼型作为临近空间螺旋桨用高效翼型。
- 李国强聂万胜程钰锋车学科
- 关键词：湍流模型边界层数值仿真
- 纳秒脉冲介质阻挡放电等离子体对超声速燃烧室中凹腔性能的影响被引量：9
- 2014年
- 为考察纳秒脉冲介质阻挡放电(NP-DBD)等离子体对超声速燃烧室中凹腔性能的影响,在凹腔后壁面上部区域布置表面介质阻挡放电激励器产生等离子体,基于NP-DBD等离子体高斯分布热源模型,采用3维数值模拟方法研究了等离子体作用下燃烧室壁面压力、凹腔阻力、质量交换率以及燃料分布的变化。研究结果表明,NP-DBD等离子体虽然降低了对称面处凹腔后缘波系强度,但结合凹腔后壁区域温度分布特征知等离子体热效应较弱,故整个凹腔波系受到影响较小;凹腔质量交换能力获得大幅提高,其阻力则略有减小;等离子体缩小了凹腔上方燃料的分布范围,凹腔下游燃料掺混效率有小幅提升。
- 周思引车学科聂万胜
- 关键词：超声速燃烧室凹腔等离子体高斯分布
- 高频交流激励表面介质阻挡放电特性及其应用被引量：12
- 2014年
- 高频交流电激励表面介质阻挡放电在控制流动分离方面有重要应用,电压幅值与频率是关键的因素.为此,通过改变电压幅值及频率,获得了电流、电压波形,以及放电图像.并将研究表面介质阻挡放电特性激励器应用于S1223翼型,在风洞中进行了流动控制实验.实验表明：随电压幅值的增大,电流幅值及每mm激励器消耗功率增大,放电宽度以及放电亮度增加;频率改变几乎不影响暴露电极向植入电极一侧放电,频率增大却可以降低双侧放电强度;通过在翼型表面布置表面介质阻挡放电激励器,可以达到抑制翼型流动分离,提高翼型升力系数的效果;翼型攻角在0＆#176;～4＆#176;与10＆#176;～25＆#176;下等离子体对翼型升力系数均能起到增效作用,而且表面介质阻挡放电对流动分离的控制效果与电压幅值有关,该文实验条件下7 kV时对翼型升力系数的增效最大,可达61.8％.
- 田学敏田希晖车学科姜家文陈庆亚聂万胜
- 关键词：高频交流等离子体
- 适用于不同高度的等离子体体积力唯像学模型
- 2018年
- 针对等离子体流动控制数值模拟中唯像学模型高度适应能力不足的问题,假设等离子体中离子数密度正比于放电光强,对101.3~1.5kPa气压下等离子体放电图片进行灰度处理,得到等离子体发光的相对光强、光强比即离子数密度随气压、激励电压的变化特点。结果表明:随着气压增大,从弥散放电逐渐转化为丝状放电,而光强比逐渐减小,可以使用大气压下的饱和总相对光强代替其他气压下的结果;提高激励电压,等离子体出现双侧放电,且放电光强增大,放电电荷与激励电压近似成线性关系。进一步通过理论推导建立了新的电荷分布边界条件,并拟合了多个气压和激励电压下等离子体发光的相对光强,然后选择其中两个典型工况进行数值模拟,将计算结果与相应气压下等离子体诱导射流激光粒子图像测量结果进行比较,对该模型进行了验证,表明该模型能够准确模拟飞行高度、激励电压对等离子体诱导射流的影响。
- 车学科聂万胜桂启山周朋辉陈庆亚张立志姜家文
- 关键词：等离子体灰度
- 表面波放电狭缝天线阵优化设计
- 2014年
- 为优化表面波放电的狭缝天线阵设计,给表面波放电装置的设计提供理论依据,对狭缝天线布局进行了理论和仿真计算分析。结果表明,宽缝辐射的电磁场比纵缝强,同相激励天线辐射的电磁场比异相激励强,更容易击穿空气产生等离子体。基于磁场强度同相分布规律对已经采用的纵缝天线阵进行改进,纵缝按照两侧交互并间隔半个波导波长布置,各个纵缝均为同相,产生等离子体效果更好。
- 蔡红华聂万胜车学科丰松江
- 关键词：优化设计
- 临近空间螺旋桨等离子体激励器试验研究
- 2015年
- 基于螺旋桨的雷诺数相似和等离子体射流相似,用地面缩比螺旋桨样机模拟临近空间螺旋桨的工作状态。试验选取了两种形状的暴露电极(常规矩形激励器和新型细丝激励器),分别对螺旋桨的转矩、静推力和功率进行了测量,并通过计算获得了功率效率和增效效率。研究表明,SDBD开启对螺旋桨产生了明显的增升减阻作用,且细丝激励器效果要比矩形激励器效果更好。
- 姜家文田希晖陈庆亚聂万胜
- 关键词：螺旋桨
- 表面波放电狭缝天线辐射电磁场的三维数值分析
- 2014年
- 针对平板型表面波放电等离子体源,建立了表面波放电狭缝天线辐射电磁波模型,对狭缝天线辐射电磁场分布进行了三维数值计算,并与表面波电磁场进行对比分析,讨论了平板型表面波放电机理。结果表明:整个狭缝天线阵激发的电磁场是每个狭缝天线激发电磁场的线性叠加;狭缝天线阵直接激发的电磁场强度在临近波导壁面处很大,并且随着空间距离的增大迅速衰减;狭缝天线阵直接激发和表面波的电场均远大于各自的磁场,分析电、磁场对带电粒子的力作用时可以忽略磁场力的作用;表面波电磁场远大于狭缝天线阵直接辐射的电磁场,强电磁场范围也远大于狭缝天线阵直接激发的强电磁场范围,等离子体有增强电磁场强度、扩大强电磁场范围的作用。
- 蔡红华聂万胜丰松江车学科
- 关键词：表面波电磁场等离子体
- 基于周期性条件的临近空间螺旋桨气动仿真被引量：1
- 2014年
- 基于滑移网格模型,通过求解三维非定常N-S方程,采用周期性边界条件对临近空间螺旋桨的气动性能进行了三维数值研究,所得结论与理论分析和文献所示结果一致。研究表明,运用周期性边界条件可以大大节约计算资源和时间,在计算机性能有限的情况下,是一种研究螺旋桨气动性能的方法。在所研究的工况内,随转速的增加,临近空间螺旋桨拉力和扭矩不断增加,叶素的速度峰值点不断前移;随着进距比的增大,螺旋桨效率先增大后突降为负值,然后又突升为大于1的值;临近空间的低雷诺数条件使得螺旋桨效率下降。
- 李国强聂万胜程钰锋
- 关键词：螺旋桨气动性能
