合成射流及在主動(dòng)流動(dòng)控制中的應(yīng)用.pdf

1、流動(dòng)控制是航空航天研究的一個(gè)熱點(diǎn)，也是當(dāng)今流體力學(xué)領(lǐng)域研究的前沿課題之一。流動(dòng)控制可分為被動(dòng)控制和主動(dòng)控制兩大類，被動(dòng)控制使用方便、性能可靠，但當(dāng)實(shí)際情況偏離設(shè)計(jì)狀態(tài)時(shí)，控制效果會(huì)發(fā)生惡化。主動(dòng)控制是在流場(chǎng)中直接注入合適的擾動(dòng)模式和能量，使其與系統(tǒng)內(nèi)流動(dòng)發(fā)生某種相互作用實(shí)現(xiàn)控制，控制效果可根據(jù)實(shí)際工況進(jìn)行自適應(yīng)調(diào)節(jié)。高效主動(dòng)流動(dòng)控制技術(shù)的成功研制和應(yīng)用，極可能孕育著新一代飛行器的誕生。
　　 合成射流作為一種全新的主動(dòng)流動(dòng)控制技

2、術(shù)，由于無需氣源供應(yīng)系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、響應(yīng)快、工作頻帶寬和零質(zhì)量流率等特點(diǎn)，在流動(dòng)控制和流體傳輸領(lǐng)域具有廣泛應(yīng)用。激勵(lì)器作為形成合成射流的重要部件，如何對(duì)其高效設(shè)計(jì)，以小的能耗獲取高的控制效益，是合成射流用于主動(dòng)控制的關(guān)鍵。
　　 首先，本文以高效合成射流激勵(lì)器設(shè)計(jì)為研究目標(biāo)，對(duì)常規(guī)合成射流激勵(lì)器進(jìn)行了參數(shù)優(yōu)化，應(yīng)用粒子圖像測(cè)速儀-PIV系統(tǒng)分析了激勵(lì)器工作參數(shù)和結(jié)構(gòu)參數(shù)對(duì)射流工作性能的影響。研制出了一種可用于邊界層流動(dòng)控制的高效

3、流體激勵(lì)器一斜出口合成射流激勵(lì)器，獲取了其流場(chǎng)結(jié)構(gòu)的本質(zhì)特征與物理模型，并對(duì)目前合成射流能量利用效率不高的問題，提出了合成射流組的概念，有效提高了合成射流激勵(lì)器的能量利用率。
　　 其次，基于對(duì)合成射流與主流邊界層非定常作用機(jī)制的研究，獲取了一種適用于邊界層分離流動(dòng)控制的高效流體激勵(lì)器-合成射流脈沖旋渦發(fā)生器，提出了合成射流脈沖流向渦非定常流動(dòng)控制的概念，獲取了脈沖流向渦流場(chǎng)結(jié)構(gòu)及其與主流邊界層相互作用的本質(zhì)特征，并對(duì)被動(dòng)旋渦發(fā)

4、生器與主動(dòng)旋渦發(fā)生器對(duì)主流邊界層速度型的調(diào)控特性進(jìn)行了比較。
　　 然后，提出了以合成射流非定常擾動(dòng)進(jìn)行S進(jìn)氣道分離流主動(dòng)控制的策略，設(shè)計(jì)研制了可用于高速流動(dòng)控制的單膜雙腔式合成射流激勵(lì)器，并與被動(dòng)旋渦發(fā)生器和連續(xù)噴流主動(dòng)控制進(jìn)行了比較。采用合成射流非定常擾動(dòng)可有效提高出口總壓恢復(fù)系數(shù)、降低流場(chǎng)畸變，為S進(jìn)氣道內(nèi)流控制研究和工程實(shí)用提供了一種新的流動(dòng)控制途徑。
　　 最后，針對(duì)合成射流大攻角非對(duì)稱渦主動(dòng)控制進(jìn)行了研究，發(fā)