合成射流致動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究.pdf

1、合成射流技術(shù)是國外最近發(fā)展起來的一種新概念的流動(dòng)控制技術(shù)。該技術(shù)的核心是合成射流致動(dòng)器，它具有不需要?dú)庠春屯饨缳|(zhì)量注入、結(jié)構(gòu)簡單、容易實(shí)現(xiàn)批量生產(chǎn)和集成等優(yōu)點(diǎn)。致動(dòng)器的設(shè)計(jì)研究直接關(guān)系到合成射流技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展以及在分離控制、邊界層控制、增強(qiáng)混合等方面的應(yīng)用前景。 本文采用了實(shí)驗(yàn)和計(jì)算相結(jié)合的方法，研究了合成射流致動(dòng)器設(shè)計(jì)和出口流動(dòng)特性，進(jìn)行了翼型流動(dòng)控制的實(shí)驗(yàn)。主要工作體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：(1)對二維合成射流的外部流場進(jìn)行了數(shù)

2、值模擬研究；(2)設(shè)計(jì)了合成射流致動(dòng)器和其控制電路；(3)對合成射流致動(dòng)器的外部流場進(jìn)行了速度測量；(4)進(jìn)行了合成射流用于YLSGl07翼型流動(dòng)控制的實(shí)驗(yàn)嘗試。采用二維非定常不可壓N-S方程對合成射流的外部流動(dòng)進(jìn)行了數(shù)值模擬。結(jié)果再現(xiàn)了渦對的生成、遷移和擴(kuò)散過程以及射流對周圍流體存在的卷吸作用。計(jì)算了以不同出口速度邊界條件及驅(qū)動(dòng)頻率的情形，得到了重要的外部流場信息。實(shí)驗(yàn)中設(shè)計(jì)的電磁式致動(dòng)器，采用傳統(tǒng)的精密技術(shù)進(jìn)行加工，并且通過自行制作

3、的功率放大電路提高了致動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)能量。利用TSI-IFA300熱線風(fēng)速儀系統(tǒng)對致動(dòng)器噴口外的流場進(jìn)行了測量。實(shí)驗(yàn)研究了在三角波、正弦波和方波三種驅(qū)動(dòng)波形和不同驅(qū)動(dòng)頻率下射流場的橫向速度和中心線速度分布。結(jié)果表明方波產(chǎn)生的合成射流最強(qiáng)，三角波產(chǎn)生的最弱。在噴口不遠(yuǎn)處，充分發(fā)展的二維射流已經(jīng)形成。該致動(dòng)器存在兩個(gè)共振頻率，在共振頻率下工作，方波分別出現(xiàn)了4.70m/s和4.22m/s的峰值。最后對合成射流用于翼型流動(dòng)控制進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)嘗試。實(shí)驗(yàn)