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    等離子體激勵(lì)器對(duì)氣膜冷卻效率的影響

    2015-11-15 09:31:58何立明白曉峰蘇建勇代勝吉
    實(shí)驗(yàn)流體力學(xué) 2015年6期
    關(guān)鍵詞:絕緣材料氣膜壁面

    張 倩,何立明,肖 陽(yáng),2,白曉峰,蘇建勇,代勝吉

    (1.空軍工程大學(xué) 航空航天工程學(xué)院,西安 710038;2.陸航研究所,北京 101114;3.中國(guó)人民解放軍93256部隊(duì),沈陽(yáng)110043;4.空軍飛行試驗(yàn)訓(xùn)練基地,河北 滄州 061000)

    0 引 言

    提高渦輪前燃?xì)鉁囟仁呛娇杖細(xì)鉁u輪發(fā)動(dòng)機(jī)獲得更高推重比和熱效率的重要途徑。目前先進(jìn)性能發(fā)動(dòng)機(jī)的渦輪前燃?xì)鉁囟雀哌_(dá)1 900K以上,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出燃燒室和渦輪等熱端部件材料的耐高溫性能極限,必須采用相應(yīng)的高效冷卻技術(shù)進(jìn)行熱防護(hù)。在各種冷卻技術(shù)中,氣膜冷卻的應(yīng)用最為廣泛且最具前景,提高氣膜冷卻效率的關(guān)鍵是降低冷卻氣膜出流的穿透率和提高氣膜的貼壁性,為此,Barigozzi[1]、蔣永?。?-3]等人提出在氣膜孔上游設(shè)置斜坡,James Heidmann[4]等人提出新型反渦孔結(jié)構(gòu),Shih[5]等人提出在氣膜孔下游設(shè)置流向肋等等,來(lái)改善氣膜冷卻效果。

    近年來(lái),非平衡等離子體流動(dòng)控制技術(shù)受到了國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注,Jamey Jacob[6]等人對(duì)交流介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)控制邊界層流動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,發(fā)現(xiàn)在靠近激勵(lì)器處的氣流速度加速明顯,Alan R.Hoskinson[7]等人對(duì)“線-面”形表面介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器誘導(dǎo)靜止空氣流動(dòng)進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)研究,為提高氣膜冷卻效率提供了新的思路。Chin-Cheng Wang[8]等人數(shù)值研究了介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)氣膜冷卻效率的影響,結(jié)果表明主流速度較低(<20m/s)時(shí)等離子體激勵(lì)能顯著增強(qiáng)氣膜的貼壁效果,而較高(100m/s)時(shí)則需要大幅提高等離子體激勵(lì)的電動(dòng)體積力。因此,就氣膜冷卻的控制和強(qiáng)化而言,介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)方法是可行的,有望在今后航空發(fā)動(dòng)機(jī)高溫部件的氣膜冷卻設(shè)計(jì)中發(fā)揮重要的作用。然而等離子體氣動(dòng)激勵(lì)改善氣膜冷卻效果的作用機(jī)制還不是很清楚,且有關(guān)等離子體激勵(lì)器的結(jié)構(gòu)和激勵(lì)參數(shù)對(duì)氣膜冷卻影響規(guī)律研究的文獻(xiàn)還未見報(bào)道。為此,本文研究等離子體激勵(lì)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)和激勵(lì)參數(shù)對(duì)氣膜冷卻效率的影響規(guī)律,進(jìn)一步分析等離子體激勵(lì)提高氣膜冷卻效果的影響因素及作用機(jī)制,為等離子體激勵(lì)器的結(jié)構(gòu)、參數(shù)優(yōu)化和提高激勵(lì)能力提供依據(jù)。

    1 物理模型與計(jì)算方法

    1.1 物理模型

    圖1是介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)誘導(dǎo)氣膜冷卻流動(dòng)的物理模型,主要由熱主流通道、冷卻射流通道和冷卻氣供氣腔組成,主流通道下壁面為被冷卻壁面。冷卻射流通道為單個(gè)圓孔,與主流的夾角為35°,孔徑D=0.002m,長(zhǎng)徑比為3;主流通道寬、高和長(zhǎng)分別為3D、15D和49.74D,冷卻射流孔前緣距主流入口18D,后緣距主流出口30D;供氣腔寬3D,高6D,長(zhǎng)10D。

    圖1 介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)誘導(dǎo)氣膜冷卻流動(dòng)示意圖Fig.1 Schematic diagram offilm cooling with DBD plasma actuation

    激勵(lì)器采用銅質(zhì)電極,厚0.001D,寬0.45D,結(jié)構(gòu)參數(shù)和放置位置如圖2所示。2電極的垂直間距0.12D,水平間距0.02D,激勵(lì)器弧形電極內(nèi)徑r=0.5D,外徑R=1.42D,激勵(lì)器左右邊界與中心呈150°,暴露電極緊靠氣膜孔敷設(shè)。絕緣介質(zhì)材料為聚四氟乙烯,其介電常數(shù)為2.3。這些結(jié)構(gòu)參數(shù)為激勵(lì)器的基準(zhǔn)參數(shù),在研究激勵(lì)器的結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣膜冷卻效率影響時(shí),改變其中一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)時(shí),其他結(jié)構(gòu)參數(shù)則保持這些基準(zhǔn)值不變。為對(duì)不同激勵(lì)器參數(shù)變化下的電場(chǎng)強(qiáng)度進(jìn)行具體分析,在主流通道底壁展向中心線和暴露電極流向后端交匯處,分別垂直于壁面和沿壁面選取2個(gè)長(zhǎng)度為0.05D的觀察線OA和OB線。

    1.2 介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)模型

    介質(zhì)阻擋等離子體對(duì)氣流的作用體現(xiàn)在施加體積力和加熱效應(yīng)[9]。一方面介質(zhì)阻擋等離子體激勵(lì)源的總功率不大,約為50~200W;另一方面熱效應(yīng)對(duì)靜止工質(zhì)有顯著作用和影響[10-12],而在對(duì)流條件下其影響較?。?1,13-14]。因此在研究等離子體對(duì)平板冷卻氣膜影響時(shí)忽略其加熱效應(yīng)。介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)氣膜冷卻的過(guò)程中,主要通過(guò)對(duì)電極附近電離的冷卻氣膜施加一個(gè)指向壁面的體積力,來(lái)強(qiáng)化其貼壁特性,進(jìn)而強(qiáng)化冷卻效果。介質(zhì)阻擋放電等離子體引起的體積力ft為[15]:

    圖2 等離子體激勵(lì)器結(jié)構(gòu)參數(shù)和放置位置示意圖Fig.2 Schematic diagram of plasma actuator location and structure parameter

    式中:ρc為凈電荷密度,E為電場(chǎng)強(qiáng)度,Φ為電勢(shì)??臻g電勢(shì)由外場(chǎng)電勢(shì)ψ和波場(chǎng)電勢(shì)φ組成,后者的作用可以忽略[16]。凈電荷密度和外場(chǎng)電勢(shì)由下式確定:

    本研究中采用的是交流驅(qū)動(dòng)介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)器,因此形成的體積力也是隨時(shí)間變化的。當(dāng)外場(chǎng)電勢(shì)頻率較高時(shí)(一般高于1kHz),交流介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)氣流的作用效果接近于同等強(qiáng)度的定常激勵(lì)效果[17],而一般交流介質(zhì)阻擋放電激勵(lì)頻率為10~30kHz[18],因此等效定常體積力由下式計(jì)算:

    獲得該等效定常體積力之后,通過(guò)FLUENT的UDF功能實(shí)現(xiàn)與流動(dòng)過(guò)程的耦合求解,從而實(shí)現(xiàn)對(duì)交流驅(qū)動(dòng)介質(zhì)阻擋放電等離子體作用下氣膜冷卻特性的數(shù)值模擬。

    1.3 邊界條件和計(jì)算方法

    在本研究中,重點(diǎn)關(guān)注的是在介質(zhì)阻擋等離子體作用下能否對(duì)小孔冷卻射流的貼壁行為實(shí)現(xiàn)控制及其對(duì)熱效率的影響,主流主要提供的是一個(gè)熱環(huán)境,而非控制目標(biāo)。因此,基于模擬的易實(shí)現(xiàn)性和進(jìn)一步對(duì)比實(shí)驗(yàn)的可行性,沒(méi)有完全按照燃燒室燃?xì)鈪?shù)設(shè)置主流工況,只考慮了吹風(fēng)比和實(shí)際的可比性。為此,主流入口和供氣腔入口均設(shè)置為速度入口,主流入口速度為12m/s,供氣腔入口速度由吹風(fēng)比M確定,主流和冷卻氣流溫度分別為475和385K。主流區(qū)出口設(shè)置為壓力出口,出口壓力101 325Pa。主流區(qū)和供氣腔的展向側(cè)壁設(shè)置為周期性邊界。壁面采用無(wú)滑移條件。激勵(lì)器的激勵(lì)電壓V(t)=Vmaxsin(2πωt),激勵(lì)電壓峰值和頻率的基準(zhǔn)值取為18kV和16kHz,即在不涉及改變激勵(lì)電壓或激勵(lì)頻率的計(jì)算工況中,激勵(lì)電壓和頻率設(shè)置為這些基準(zhǔn)值。

    采用RNGk-ε湍流模型和非平衡壁面函數(shù)法來(lái)模擬湍流。對(duì)流項(xiàng)采用二階迎風(fēng)格式離散,速度和壓力耦合采用SIMPLEC算法。各方程相對(duì)殘差小于10-6,殘差曲線平緩且壁面溫度基本不變時(shí)獲得收斂解。

    2 計(jì)算結(jié)果及分析

    定義絕熱氣膜冷卻效率

    式中:Tg為主流溫度;Taw為絕熱壁面溫度;Tc為冷卻氣流溫度。通常用平均絕熱氣膜冷卻效率綜合評(píng)價(jià)氣膜冷卻的總體效果,平均絕熱氣膜冷卻效率定義式為

    式中:為平均絕熱壁面溫度。

    2.1 計(jì)算模型驗(yàn)證

    為驗(yàn)證本文建立的計(jì)算模型可行性,對(duì)文獻(xiàn)[19]中的介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)所驅(qū)動(dòng)的空氣流動(dòng)過(guò)程進(jìn)行了模擬,并與文獻(xiàn)中的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行了對(duì)照。圖3(a)和4(a)為本文所建立的計(jì)算模型預(yù)測(cè)的流線分布和不同剖面的速度分布,圖3(b)和4(b)為文獻(xiàn)相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,圖4中x=2表示距暴露電極右側(cè)邊緣2mm處。對(duì)比可見本文計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果吻合較好,表明本文建立的介質(zhì)阻擋放電等離子體激勵(lì)作用下的氣膜冷卻模型是可靠的。

    圖3 介質(zhì)阻擋放電等離子體驅(qū)動(dòng)的空氣流流線分布Fig.3 Streamline distribution of airflow with DBD plasma actuation

    2.2 激勵(lì)器激勵(lì)電壓對(duì)氣膜冷卻效率的影響

    隨著激勵(lì)源電壓幅值的增大,介質(zhì)阻擋放電等離子體產(chǎn)生的體積力也會(huì)增大。為此,研究了激勵(lì)源電壓幅值對(duì)平板氣膜冷卻效率的影響。當(dāng)電壓幅值從14kV增大到20kV時(shí),體積力的最大值由7.5×104N/m3增大到1.51×105N/m3。圖5給出了在吹風(fēng)比M=0.5、1.0和1.5情況下等離子體激勵(lì)的氣膜冷卻平均冷卻效率分布??梢?,隨著激勵(lì)電壓的增大,氣膜冷卻效率提高。中小吹風(fēng)比(M=0.5、1.0)下電壓增幅對(duì)壁面冷卻效果的影響明顯,而較高吹風(fēng)比下電壓增幅對(duì)冷卻效率的影響程度降低。同時(shí),施加等離子體激勵(lì)后,激勵(lì)電壓的改變不影響氣膜冷卻效率隨吹風(fēng)比的變化趨勢(shì)。

    圖4 介質(zhì)阻擋放電等離子體驅(qū)動(dòng)的空氣流不同剖面速度分布Fig.4 Velocity profile distribution of airflow with DBD plasma actuation

    圖5 氣膜冷卻效率隨激勵(lì)電壓和吹風(fēng)比的變化曲線Fig.5 Changes of cooling effectiveness with actuation voltage and blowing ratio

    等離子體激勵(lì)等效體積力取決于激勵(lì)器產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度和凈電荷分布,為此,參考文獻(xiàn)[18]的方法,觀察監(jiān)測(cè)線OA和OB線的電勢(shì)分布。圖6是不同激勵(lì)電壓下的2條觀察線上的電場(chǎng)強(qiáng)度分布。由圖可見,隨著激勵(lì)電壓的升高,激勵(lì)器產(chǎn)生的最大電場(chǎng)強(qiáng)度值逐漸增大。電場(chǎng)強(qiáng)度的增大會(huì)使得等效體積力增大,即激勵(lì)器的誘導(dǎo)能力逐漸增強(qiáng),所以會(huì)導(dǎo)致氣膜冷卻結(jié)構(gòu)中氣膜出流的貼壁效果逐步增強(qiáng)、覆蓋域逐漸擴(kuò)大,進(jìn)而提高了氣膜冷卻效率。實(shí)驗(yàn)結(jié)果也表明,隨著激勵(lì)電壓的增大,激勵(lì)器的誘導(dǎo)能力越強(qiáng),誘導(dǎo)速度變大。這說(shuō)明激勵(lì)電壓對(duì)氣膜冷卻效率的影響本質(zhì)上是由等離子體氣動(dòng)激勵(lì)誘導(dǎo)能力的強(qiáng)弱導(dǎo)致的。

    圖6 不同激勵(lì)電壓下的電場(chǎng)強(qiáng)度分布Fig.6 Electric-field strength distribution with different actuation voltages

    需要注意的是,在電場(chǎng)強(qiáng)度分布曲線中電極邊緣處電場(chǎng)值產(chǎn)生了小幅突變(在y=0.002mm和x=0.04mm處),這是由于激勵(lì)電極邊緣的矩形邊結(jié)構(gòu)所產(chǎn)生的突變?cè)斐傻模瑢?shí)驗(yàn)也表明在電極邊界上也會(huì)出現(xiàn)尖端放電現(xiàn)象[20],但由于電場(chǎng)強(qiáng)度存在突變的區(qū)間很小、其對(duì)電場(chǎng)強(qiáng)度整體分布的影響甚微,所以這種局部突變現(xiàn)象不會(huì)影響等離子體氣動(dòng)激勵(lì)的總體誘導(dǎo)效果。

    2.3 激勵(lì)器激勵(lì)頻率對(duì)氣膜冷卻效率的影響

    固定激勵(lì)電壓幅值18kV,根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究常用的頻率范圍[20],研究了激勵(lì)頻率對(duì)氣膜冷卻效率的影響。圖7給出了在x/D=3、5、10和15處的氣膜冷卻平均效率隨激勵(lì)頻率和吹風(fēng)比的變化。由圖可見,隨著激勵(lì)頻率的增大,平均冷卻效率略微提高,但提高的幅度很小,表明在10~20kHz范圍激勵(lì)頻率對(duì)等離子體氣動(dòng)激勵(lì)提高氣膜冷卻效率的影響微弱。即激勵(lì)頻率對(duì)體積力分布的影響很小,也即對(duì)誘導(dǎo)速度的影響是很小的,這也正是對(duì)氣膜冷卻效率影響微弱的原因。

    圖7 氣膜冷卻效率隨激勵(lì)頻率和吹風(fēng)比的變化曲線Fig.7 Changes of cooling effectiveness with actuation frequency and blowing ratio

    2.4 激勵(lì)器電極弧度對(duì)氣膜冷卻效率的影響

    保持激勵(lì)器構(gòu)型不變,研究了激勵(lì)器電極弧度分別為120°、150°和180°時(shí)對(duì)平板氣膜冷卻效率的影響。在吹風(fēng)比M=1.0情況下,采用不同弧度電極時(shí)壁面溫度的分布如圖8所示??梢婋S著激勵(lì)器電極弧度的增大,氣膜出流沿展向的覆蓋效果越來(lái)越好,壁面的展向冷卻效果逐漸增強(qiáng),孔間區(qū)域的壁溫逐漸降低,壁溫分布更為均勻。需要注意的是,大弧度電極下等離子體氣動(dòng)激勵(lì)誘導(dǎo)冷卻氣膜出流的徑向運(yùn)動(dòng)趨勢(shì)強(qiáng)烈,故氣膜出流沿流向的延伸能力會(huì)有所削弱,但從壁面溫度總體分布上來(lái)看,大弧度電極構(gòu)型的等離子體氣動(dòng)激勵(lì)器更有利于壁面溫度的降低。

    圖8 不同激勵(lì)器電極弧度下的壁面溫度分布Fig.8 Wall temperature distribution with different electrode radians

    圖9是3種電極弧度激勵(lì)器激勵(lì)的平板氣膜冷卻在不同吹風(fēng)比下的平均冷卻效率的分布。由圖可知不同激勵(lì)器電極弧度下氣膜冷卻效率沿流向的變化趨勢(shì)相同,吹風(fēng)比較小時(shí)激勵(lì)器電極弧度對(duì)冷卻效率的影響較大,大吹風(fēng)比下的影響程度則相對(duì)下降??傮w上看,大弧度電極的激勵(lì)器冷卻結(jié)構(gòu)更有利于壁面冷卻效率的提高。

    圖9 氣膜冷卻效率隨電極弧度和吹風(fēng)比的變化曲線Fig.9 Changes of cooling effectiveness with electrode radian and blowing ratio

    2.5 激勵(lì)器電極厚度對(duì)氣膜冷卻效率的影響

    圖10 氣膜冷卻效率隨電極厚度和吹風(fēng)比的變化曲線Fig.10 Changes of cooling effectiveness with electrode thickness and blowing ratio

    研究了激勵(lì)器電極厚度對(duì)氣膜冷卻效率的影響,考慮了0.0005D、0.001D、0.002D和0.004D等4種電極厚度的變化。圖10給出的是氣膜冷卻效率隨電極厚度和吹風(fēng)比的變化??梢婋S著電極厚度的增大,平均氣膜冷卻效率逐漸降低,但電極厚度的變化不影響氣膜冷卻效率隨吹風(fēng)比的變化規(guī)律。通過(guò)觀察不同電極厚度時(shí)的電勢(shì)分布,發(fā)現(xiàn)隨著電極厚度增大,2電極交界處的電勢(shì)梯度下降,也即最大電場(chǎng)強(qiáng)度值降低,電場(chǎng)強(qiáng)度的降低會(huì)導(dǎo)致等離子體激勵(lì)的等效體積力下降,氣膜因不能受到有效誘導(dǎo)而逐步與主流的摻混加劇,氣膜對(duì)壁面的有效覆蓋程度下降,所以冷卻效率逐漸降低。

    2.6 激勵(lì)器絕緣材料介電常數(shù)對(duì)氣膜冷卻效率的影響

    圖11給出的是氣膜冷卻效率隨激勵(lì)器絕緣材料介電常數(shù)和吹風(fēng)比的變化。在研究中考慮了介電常數(shù)分別為2、3、5和10的4種情況。由圖可知,隨著激勵(lì)器絕緣材料介電常數(shù)增大,冷卻效率逐漸提高,且介質(zhì)介電常數(shù)的改變不影響氣膜冷卻效率隨吹風(fēng)比的變化趨勢(shì)。通過(guò)觀察OA線和OB線的電勢(shì)分布,可以發(fā)現(xiàn)隨著絕緣材料介電常數(shù)增大,電勢(shì)的變化范圍逐漸擴(kuò)大,電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸增強(qiáng),使等效體積力逐漸升高,顯然這對(duì)于等離子體氣動(dòng)激勵(lì)有效控制氣膜出流是有利的。因此,隨著絕緣材料介電常數(shù)的增大,等離子體激勵(lì)對(duì)氣膜出流的有效控制能力會(huì)增強(qiáng),氣膜對(duì)壁面的有效覆蓋程度增大,所以冷卻效率逐步得到提高。需要注意的是,絕緣材料介電常數(shù)的增大雖然有利于提高氣膜冷卻效率,但實(shí)驗(yàn)研究表明,較高介電常數(shù)的絕緣材料容易產(chǎn)生熱量堆積而導(dǎo)致絕緣性能下降,甚至?xí)舸?8]。因此若要從絕緣材料介電常數(shù)角度考慮來(lái)提高氣膜冷卻效率,則需絕緣性更好的介質(zhì)材料作為技術(shù)支撐。

    圖11 氣膜冷卻效率隨絕緣材料介電常數(shù)和吹風(fēng)比的變化曲線Fig.11 Changes of cooling effectiveness with insulation dielectric constant and blowing ratio

    2.7 激勵(lì)器絕緣材料厚度對(duì)氣膜冷卻效率的影響

    氣膜冷卻效率隨絕緣材料的厚度(即暴露電極和掩埋電極的垂直距離)和吹風(fēng)比的變化如圖12所示。在研究中,考慮了絕緣材料的厚度分別為0.05D、0.10D、0.20D和0.30D等4種情況??梢婋S著激勵(lì)器絕緣材料介質(zhì)厚度的增大,氣膜冷卻效率逐漸下降,且也并不影響氣膜冷卻效率隨吹風(fēng)比的變化趨勢(shì)。通過(guò)觀察OA和OB2條線上的電勢(shì)變化,可以發(fā)現(xiàn)隨著絕緣材料厚度增大,電勢(shì)變化范圍縮小,即電勢(shì)梯度減小、電場(chǎng)強(qiáng)度降低,這會(huì)降低激勵(lì)器的誘導(dǎo)特性,氣膜出流受等離子體氣動(dòng)激勵(lì)誘導(dǎo)的程度減弱,氣膜對(duì)壁面的有效覆蓋程度降低,故導(dǎo)致冷卻效率逐漸下降。已有研究表明,隨著介質(zhì)厚度的增大,電極左右邊緣的電場(chǎng)強(qiáng)度逐漸接近,這會(huì)導(dǎo)致激勵(lì)器出現(xiàn)工作不穩(wěn)定的現(xiàn)象[18],顯然也不利于氣膜冷卻效果的提高。所以在設(shè)計(jì)激勵(lì)器時(shí),絕緣材料的厚度應(yīng)設(shè)計(jì)得較薄一些。

    圖12 氣膜冷卻效率隨絕緣材料厚度和吹風(fēng)比的變化曲線Fig.12 Changes of cooling effectiveness with insulation thickness and blowing ratio

    3 結(jié) 論

    通過(guò)對(duì)等離子體激勵(lì)的平板氣膜冷卻過(guò)程進(jìn)行數(shù)值模擬,研究了不同吹風(fēng)比條件下激勵(lì)器的激勵(lì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)氣膜冷卻效率的影響,得出如下結(jié)論:

    (1)增大激勵(lì)電壓能提高激勵(lì)器產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度,等效體積力得到提高,即等離子體激勵(lì)的誘導(dǎo)能力得到增強(qiáng),進(jìn)而提高了氣膜冷卻效率,但激勵(lì)頻率對(duì)冷卻效率的影響很小;

    (2)增大激勵(lì)器電極弧度,氣膜出流受激勵(lì)誘導(dǎo)的影響范圍擴(kuò)大,壁面溫度的展向分布均勻性逐步提高,孔間區(qū)域壁面溫度降低明顯,平均冷卻效率得以提高;

    (3)激勵(lì)器電極的厚度越薄、絕緣材料介電常數(shù)越大以及絕緣材料的厚度越薄,等離子體激勵(lì)的誘導(dǎo)能力越大,氣膜出流受激勵(lì)誘導(dǎo)的作用愈明顯,壁面冷卻效率更高;

    (4)等離子體激勵(lì)作用于氣膜冷卻過(guò)程中,激勵(lì)器激勵(lì)和結(jié)構(gòu)參數(shù)的改變不影響冷卻效率隨吹風(fēng)比的變化趨勢(shì)。

    [1]Barigozzi G,F(xiàn)ranchini G,Perdichizzi A.The effect of an upstream ramp on cylindrical and fan-shaped hole film cooling:part 2adiabatic effectiveness results[R].ASME Paper GT2007-27079,2007.

    [2]蔣永健,何立明,于錦祿.上游斜坡對(duì)氣膜孔換熱特性影響的數(shù)值研究[J].中國(guó)電機(jī)工程學(xué)報(bào),2008,28(5):69-73.Jiang Yongjian,He Liming,Yu Jinlu.Numerical investigation on heat transfer of film cooling with an upstream ramp[J].Proceedings of the CSEE,2008,28(5):69-73.

    [3]何立明,蔣永健,康強(qiáng).利用上游斜坡改善氣膜冷卻效率的數(shù)值研究[J].推進(jìn)技術(shù),2009,30(1):9-13.He Liming,Jiang Yongjian,Kang Qiang.Numerical investigation on improving film cooling effectiveness with an upstream ramp[J].Journal of Propulsion Technology,2009,30(1):9-13.

    [4]James D Heidaann,Srinath Ekkad.A novel ant vortex turbine film-cooling hole concept[J].Journal of Turbomachinery,2008,130:1-9.

    [5]Shih T I P,Na S,Chyu M.Preventing hot gas ingestion by film-cooling jets via flow-aligned blockers[R].ASME Paper,GT2006-9116,2006.

    [6]Jamey Jacob,Rivir R,Carter C,et al.Boundary layer flow control using AC discharge plasma actuators[R].AIAA-2004-2128.

    [7]Alan R Hoskinson,Noah Hershkowitz.Flow measurements and plasma simulations of double and single barrier DBD plasma actuators in quiescent[R].AIAA-2008-1370.

    [8]Chin-Cheng Wang,Subrata Roy.Physics based analysis of horseshoe plasma actuator for improving film cooling effectiveness[R].AIAA-2010-1092.

    [9]Font G I,Jung S,Enloe C L,et al.Simulation of the effects of force and heat produced by aplasma actuator on neutral flow evolution[R].AIAA-2006-167.

    [10]李鋼,李軼明,徐燕驥,等.介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)近壁區(qū)流場(chǎng)的控制的實(shí)驗(yàn)研究[J].物理學(xué)報(bào),2009,58(6):4026-4034.Li Gang,Li Yiming,Xu Yanji.Experimental study of near wall region flow control by dielectric barrier discharge plasma[J].Chinese Journal of Physics,2009,58(6):4026-4034.

    [11]李鋼,聶超群,朱俊強(qiáng),等.介質(zhì)阻擋放電等離子體熱效應(yīng)對(duì)流場(chǎng)影響的研究[J].科技導(dǎo)報(bào),2008,26(8):41.Li Gang,Nie Chaoqun,Zhu Junqiang,et al.Thermal effect of dielectric barrier discharge plasma on flow field[J].Science &Technology Review,2008,26(8):41.

    [12]化為卓,梁華,趙光銀,等.溫升效應(yīng)對(duì)介質(zhì)阻擋放電誘導(dǎo)速度和渦量的影響[J].高電壓技術(shù),2014,40(10):3038-3045.Hua Weizhuo,Liang Hua,Zhao Guangyin,et al.Effect of temperature rise on velocity and vorticity induced by dielectric barrier discharge[J].High Voltage Engineering,2014,40(10):3038-3045.

    [13]周思引,車學(xué)科,聶萬(wàn)勝.納秒脈沖介質(zhì)阻擋放電等離子體對(duì)超聲速燃燒室中凹腔性能的影響[J].高電壓技術(shù),2014,40(10):3032-3037.Zhou Siyin,Che Xueke,Nie Wansheng.Influence of nanosecond pulse dielectric barrier discharge plasma on the cavity performance in scramjet combustor[J].High Voltage Engineering,2014,40(10):3032-3037.

    [14]聶萬(wàn)勝,程鈺鋒,車學(xué)科.介質(zhì)阻擋放電等離子體流動(dòng)控制研究進(jìn)展[J].力學(xué)進(jìn)展,2012,42(6):722-734.Nie Wansheng,Cheng Yufeng,Che Xueke.A review on dielectric barrier discharge plasma flow control[J].Advances in Mechanics,2012,42(6):722-734.

    [15]Suzen Y B,Huang P G,Jacob J D.Numerical simulations of plasma based flow control applications[R].AIAA-2005-4633.

    [16]李定,陳銀華,馬錦秀,等.等離子體物理學(xué)[M].北京:高等教育出版社,2006:140-154.Li Ding,Chen Yinhua,Ma Jinxiu,et al.Plasmaphysici[M].Beijing:Higher Education Press,2006:140-154.

    [17]李凡玉.介質(zhì)阻擋放電等離子體氣動(dòng)激勵(lì)器建模與仿真研究[D].西安:空軍工程大學(xué),2013.Li Fanyu.The modeling and simulation for dielectric barrier dischargeplasma aerodynamic actuation[D].Xi’an:Air Force Engineering University,2013.

    [18]吳云.等離子體氣動(dòng)激勵(lì)及其擴(kuò)大壓氣機(jī)穩(wěn)定性的原理研究[D].西安:空軍工程大學(xué),2007.Wu Yun.Study on the mechanism of plasma aerodynamic actuation and its application in compressor stability extension[D].Xi’an:Air ForceEngineering University,2007.

    [19]Karthik Ramakumar,Jamey D Jacob.Flow control and lift enhancement using plasma actuators[R].AIAA-2005-4635.

    [20]梁華.翼型等離子體流動(dòng)控制研究[D].西安:空軍工程大學(xué),2008.Liang Hua.Investigation of flow control by airfoil plasma[D].Xi’an:Air Force Engineering University,2008.

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