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应用等离子体实现流场主动控制技术的研究

高荣隆  
【摘要】:飞行器设计的一个重要目标,就是要优化流场分布,减少阻力,增加升力,提高飞行器的升阻比。飞行器在高、亚音速巡航时,摩擦阻力超过了总阻力的一半。1%阻力的降低,将大约提高10%的有效负荷或飞行距离。传统的方法,特别是先进翼型的普遍采用,大大提高了飞行器的飞行性能,带来了巨大的经济效益和社会效益。但是,随着设计要求的进一步提高,传统的设计方法越来越显示了它的局限性。目前,国际上开始考虑通过等离子体对流场特性的影响来达到减阻这一目的。本文主要进行了在一个大气压下应用等离子体实现流场主动控制技术的研究,成功地在一个大气压下产生了均匀可控的辉光等离子体,采用EHD技术在静止的空气中诱导了流场。等离子体发生装置的研制是该研究的关键技术之一,也是本文内容的一个重点。本文通过已成功研制的等离子体发生装置主动产生表面等离子体,揭示表面等离子体对流场以及电磁场的影响。 本文的主要工作表现在以下几个方面: 一、研制了经济、高效、可控的辉光等离子体发生装置,利用自行研制的等离子体发生装置在一个大气压下产生了均匀可控的辉光等离子体。 二、进行了等离子体反应器的静电场分布计算,为等离子体反应器的设计提供了数值模拟。试验平板型和圆柱型等离子体反应器,产生了平板和圆柱辉光等离子体。 三、进行了烟流动显示实验并对实验结果进行分析。在静止的空气中诱导了流场,验证了应用辉光等离子体实现主动流动控制的新思路。值得指出的是,本文的研究还只是一个开端,要达到实用化,还有大量的工作要做。


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