微射流外激勵射流振蕩器性能分析.pdf

1、流動控制技術(shù)是流體力學(xué)發(fā)展的前沿，在航空航天、航海及工業(yè)等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用前景，對流動控制技術(shù)進行細致的研究具有重要的意義。
　　流動控制是通過對運動流體施加力、質(zhì)量、熱量等外界因素，來改變流體的運動狀態(tài)的方式方法，高效的流動控制應(yīng)直接在流場的臨界點施加擾動來達到控制作用。其流動控制機制主要是依靠流動控制激勵器產(chǎn)生微射流，微射流與主流體的內(nèi)在模式相耦合來實現(xiàn)對流動的控制。
　　通過外激勵微射流的激勵控制，使高速主射流產(chǎn)生附

2、壁振蕩，從而實現(xiàn)射流的脈沖流動，以取得具有多種重要用途的射流模式。該方式控制射流模式轉(zhuǎn)換的重大優(yōu)點是射流自身的能量損失很小，振蕩頻率和波形易于控制，因此特別適用于靜止式氣波制冷機中的射流分配。
　　本文研究基于自然科學(xué)基金，率先研究利用外激勵方式產(chǎn)生振蕩射流的機制，即在主射流兩側(cè)壁開窄通道，導(dǎo)入外部微射流，激勵主射流周期偏轉(zhuǎn)，實現(xiàn)切換附壁振蕩。外激勵頻率和強度都能主動調(diào)控，使得主射流振蕩頻率、切換速度的可控性增強，因此能滿足更多的

3、需求。
　　依據(jù)新的激勵方式，對一種具有推挽式結(jié)構(gòu)的射流振蕩器——微射流外激勵射流振蕩器進行了分析;運用數(shù)值模擬的方法進行研究，微射流外激勵效應(yīng)是通過可變壓力的激勵函數(shù)進行邊界條件的設(shè)定來實現(xiàn)，運用了兩種激勵函數(shù)分別為略帶梯形的激勵函數(shù)和半正弦的激勵函數(shù)，后者用于模擬非理想的外激勵模式。
　　由于不同幾何參數(shù)和工況參數(shù)對射流流場的限定，控制激勵的作用強度與耦合效率各不相同，本文通過數(shù)值模擬對微射流外激勵射流振蕩器的振蕩特性及

4、能量效率的制約因素進行了較深入的研究與對比分析。研究得出以下結(jié)論:
　　(1)分析了外激勵射流振蕩器的特征尺寸對射流振蕩特性和總壓保持率的影響，獲得了能使射流穩(wěn)定振蕩并具有較高的總壓維持率的特征尺寸的范圍，對幾何參數(shù)進行優(yōu)化。
　　(2)重點解析了在不同外激勵方式下激勵口尺寸對振蕩特性和總壓保持率的影響，分析了平行、垂直兩對激勵口同時作用或單獨作用時，總壓維持率的變化規(guī)律，得到兩對激勵同時作用時總壓維持率最高，平行與垂直激勵

5、口的最佳尺寸比為75％;同時得到了在兩激勵作用，且垂直激勵口位置靠近分叉流道時，總壓維持率達90％以上。
　　(3)分析了外激勵模態(tài)對振蕩特性和總壓保持率的影響，考察了微射流激勵函數(shù)波形和幅值等參數(shù)對出口總壓的影響，激勵函數(shù)對出口總壓維持率的影響較小，半正弦激勵比梯形激勵的起振總壓大3％。
　　(4)考察了去除后繼激勵對振蕩特性和總壓維持率的影響，得到撤掉單一激勵要比兩激勵同時撤掉時效果要好。
　　(5)考察了流體粘度