激勵強度對等離子體合成射流的影響

張攀峰， 戴晨峰， 劉愛兵， 王晉軍

（北京航空航天大學 航空科學與工程學院，流體力學教育部重點實驗室，北京100191）

0 引 言

介質阻擋（Dielectric Barrier Dis－charge，DBD）等離子激勵流動控制是二十世紀90年代中期出現的一種主動流動控制方法［1］，它利用高頻高壓放電產生等離子體，驅動周圍中性氣體形成壁面射流進行流動控制。相比于傳統的主動流動控制方法，具有頻帶響應寬、響應迅速、無移動部件及功率消耗低等優點。已經廣泛應用于平板邊界層分離流動控制和減阻［1－2］，翼型增升［3］等航空領域。

在DBD等離子激勵器的基礎上，Jacob等人［4］提出了一種新型的合成射流激勵器——等離子體合成射流激勵器。它由兩個以上的等離子激勵器組成，通過左右激勵器誘導產生的相對運動壁面射流，在兩激勵器中軸線處相遇后抬升而遠離壁面，融合在一起形成垂直于壁面的射流。這是一種全新的主動流動控制方法，它避免了傳統合成射流在工作頻率、集成以及維護上的缺陷［5］，產生的垂直射流可以穿越邊界層，促進高速主流與邊界層內低速流體的動量交換，從而能更好地實現對邊界層的控制。

在前期對等離子合成射流的流場特性［6］研究的基礎上，本文通過數值模擬進一步研究了激勵強度對等離子體合成射流的影響，給出不同強度下等離子體合成射流的流動結構和流場特性。

1 計算模型和方法

圖1給出了等離子體合成射流激勵器的理論模型，它由兩寬度b＝3mm，高度a＝1.5mm的三角形等離子體區域組成，激勵器的外邊緣尺度為w＝4b＝12mm。……