合成射流及在主動流動控制中的應用.pdf

1、流動控制是航空航天研究的一個熱點，也是當今流體力學領域研究的前沿課題之一。流動控制可分為被動控制和主動控制兩大類，被動控制使用方便、性能可靠，但當實際情況偏離設計狀態(tài)時，控制效果會發(fā)生惡化。主動控制是在流場中直接注入合適的擾動模式和能量，使其與系統(tǒng)內流動發(fā)生某種相互作用實現(xiàn)控制，控制效果可根據(jù)實際工況進行自適應調節(jié)。高效主動流動控制技術的成功研制和應用，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流動控制技

2、術，由于無需氣源供應系統(tǒng)，結構簡單、響應快、工作頻帶寬和零質量流率等特點，在流動控制和流體傳輸領域具有廣泛應用。激勵器作為形成合成射流的重要部件，如何對其高效設計，以小的能耗獲取高的控制效益，是合成射流用于主動控制的關鍵。
　　 首先，本文以高效合成射流激勵器設計為研究目標，對常規(guī)合成射流激勵器進行了參數(shù)優(yōu)化，應用粒子圖像測速儀-PIV系統(tǒng)分析了激勵器工作參數(shù)和結構參數(shù)對射流工作性能的影響。研制出了一種可用于邊界層流動控制的高效

3、流體激勵器一斜出口合成射流激勵器，獲取了其流場結構的本質特征與物理模型，并對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器的能量利用率。
　　 其次，基于對合成射流與主流邊界層非定常作用機制的研究，獲取了一種適用于邊界層分離流動控制的高效流體激勵器-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控制的概念，獲取了脈沖流向渦流場結構及其與主流邊界層相互作用的本質特征，并對被動旋渦發(fā)

4、生器與主動旋渦發(fā)生器對主流邊界層速度型的調控特性進行了比較。
　　 然后，提出了以合成射流非定常擾動進行S進氣道分離流主動控制的策略，設計研制了可用于高速流動控制的單膜雙腔式合成射流激勵器，并與被動旋渦發(fā)生器和連續(xù)噴流主動控制進行了比較。采用合成射流非定常擾動可有效提高出口總壓恢復系數(shù)、降低流場畸變，為S進氣道內流控制研究和工程實用提供了一種新的流動控制途徑。
　　 最后，針對合成射流大攻角非對稱渦主動控制進行了研究，發(fā)