【摘要】：納秒脈沖激勵的表面介質(zhì)阻擋放電(SDBD)作為氣體放電的重要形式之一,具有良好的電學性能和氣動性能,已廣泛應用于航天航空等領(lǐng)域。如何進一步優(yōu)化SDBD電學性能并提高流動控制能力是目前面臨的難題。因此,本文依托國家自然科學基金面上項目(51577177)和中央高校基本科研業(yè)務費重大項目(2016ZZD07),以納秒脈沖SDBD為研究對象,對不同脈沖激勵參數(shù)和氣壓參數(shù)條件下激勵器的電學特性和流動特性進行了研究。首先,搭建納秒脈沖表面介質(zhì)阻擋放電測試系統(tǒng),開展大氣壓下脈沖上升沿和脈沖寬度對納秒脈沖SDBD電學特性及誘導沖擊波特性影響研究。研究表明:脈沖電流、功率能量及放電均勻性與脈沖上升沿的大小緊密相關(guān),而與脈沖寬度關(guān)聯(lián)不大。脈沖上升沿對激勵器誘導的圓弧形沖擊波在強度和傳播速度方面影響較大,同時,微秒量級的脈沖寬度能夠誘導出兩組沖擊波。其次,搭建低氣壓模擬系統(tǒng),開展氣壓對增強型納秒脈沖SDBD電學特性及光譜特性影響研究。研究表明:等離子體形態(tài)由氣壓和直流分量共同決定,且低氣壓條件下激發(fā)表面滑閃放電所需的電壓幅值較低。在電壓激發(fā)差值和氣壓的共同作用下,放電存在三種模式,即兩電極SDBD、表面滑閃放電和火花放電。另外,激勵器發(fā)射光譜強度隨著氣壓的下降而有所提高,氣壓對等離子體溫度影響較大。最后,利用粒子圖像測速系統(tǒng)分別研究脈沖激勵參數(shù)和氣壓參數(shù)對納秒脈沖SDBD流動特性的影響。研究表明:上升沿、重復頻率和直流分量在誘導漩渦作用強度、誘導漩渦擾動面積及穩(wěn)定射流速度方面影響較大,且50 ns上升沿能夠誘導出兩個漩渦。另外,隨著氣壓的下降,誘導流線的分布發(fā)生改變,射流方向由豎直向上偏轉(zhuǎn)為水平向左,射流速度逐漸增大。綜上所述,通過脈沖激勵參數(shù)的優(yōu)化選擇能夠獲得均勻穩(wěn)定的低溫等離子體,提高其氣動激勵的效果;同時,研究低壓環(huán)境中納秒脈沖表面介質(zhì)阻擋放電特性,對于表面介質(zhì)阻擋放電在流動控制領(lǐng)域的實際應用和推廣具有重要意義。
【學位授予單位】：華北電力大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：O461.2
【圖文】：

圖 1-1 直流電暈激勵器結(jié)構(gòu)示意圖[21]勵器屬于 EHD 激勵器中的一種，其基本結(jié)兩個電極存在電位差，平板表面發(fā)生直流粒子運動從而形成離子風[22]。法國 Poitie善平板邊界層氣流分布，如圖 1-2 所示，

圖 1-2 直流電暈放電激勵器作用效果對比[23]在眾多火花放電激勵器形式中，應用最為廣泛的則是合成射流激勵器。20 年代 Glezer 發(fā)明了一種壓電式合成射流激勵器，合成射流激勵器的射流速可達到上百米每秒[25]。Grossman、Cybyk 相繼設(shè)計了第一代、第二代升溫式流激勵器（如火花射流激勵器），如圖 1-3 所示，這種激勵器是一種全固態(tài)裝

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