合成射流激勵(lì)器及在主動(dòng)流動(dòng)控制中的應(yīng)用.pdf

1、主動(dòng)流動(dòng)控制是航空航天研究的熱點(diǎn)，也是流體力學(xué)研究的前沿。合成射流激勵(lì)器獨(dú)特的流場(chǎng)特性及其在主動(dòng)流動(dòng)控制中潛在的優(yōu)越性，已成為國(guó)際上研究的熱點(diǎn)課題。本文以實(shí)驗(yàn)研究為主，對(duì)合成射流激勵(lì)器的工作機(jī)理及其在射流矢量偏轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用進(jìn)行了研究。 由于合成射流流場(chǎng)結(jié)構(gòu)具有高度的復(fù)雜非定常特性，本文首先采用非接觸瞬態(tài)流場(chǎng)測(cè)試技術(shù)－PIV對(duì)圓形出口合成射流激勵(lì)器的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，通過改變激勵(lì)器的出口孔徑、出口長(zhǎng)度、出口形式與振動(dòng)膜幅值等參

2、數(shù)，研究了上述參數(shù)變化對(duì)激勵(lì)器共振頻率、速度和激勵(lì)器效率的影響特性，為高效合成射流激勵(lì)器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化奠定了基礎(chǔ)。 在此基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研制了一種新型的斜出口合成射流激勵(lì)器，開發(fā)了適用于該激勵(lì)器流場(chǎng)特性測(cè)試的PIV實(shí)驗(yàn)裝置，結(jié)合相位鎖定技術(shù)對(duì)斜出口合成射流激勵(lì)器的非定常流場(chǎng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了研究，分析比較了陣列式斜出口與平直出口合成射流激勵(lì)器流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的區(qū)別。結(jié)果表明：右斜出口激勵(lì)器僅在出口左側(cè)邊緣形成集中旋渦，在右側(cè)形成附壁射流，補(bǔ)充激勵(lì)器內(nèi)

3、部質(zhì)量的空氣來自于尖銳出口左側(cè)，時(shí)均流場(chǎng)呈現(xiàn)沿壁面的橫向輸運(yùn)特性。其流動(dòng)特性十分有利于進(jìn)行邊界層/剪切層流動(dòng)控制。 最后，對(duì)斜出口合成射流流激勵(lì)器在射流矢量偏轉(zhuǎn)控制中的應(yīng)用進(jìn)行了探討。實(shí)現(xiàn)了合成射流對(duì)宏觀低速主射流偏轉(zhuǎn)控制，射流最大偏轉(zhuǎn)角可達(dá)24°。通過改變激勵(lì)頻率、激勵(lì)電壓、激勵(lì)位置、激勵(lì)高差和實(shí)驗(yàn)風(fēng)速等參數(shù)，研究了不同參數(shù)對(duì)射流矢量偏轉(zhuǎn)控制的影響，實(shí)現(xiàn)了主射流偏轉(zhuǎn)角的比例控制。實(shí)驗(yàn)中主射流速度V=10m/s，合成射流與主射流