納秒脈沖等離子體合成射流激勵器的流場特性分析

于維鑫, 朱文超, 程 曉, 黃邦斗, 章 程, 邵 濤

(1. 中國科學院電工研究所等離子體科學和能源轉化北京市國際科技合作基地， 北京 100190；2. 中國科學院大學， 北京100049； 3. 國民核生化災害防護國家重點實驗室， 北京 102205；4. 國網重慶市電力公司電力科學研究院， 重慶 401121)

引 言

隨著高超聲速飛行器的發展, 等離子體流動控制技術作為一種高速流場的主動控制手段, 由于其不需運動部件, 具有響應快、 結構簡單、 流場控制能力較強等優點, 現已成為各國研究熱門[1-2]. 國內外學者對等離子體流動控制的機理進行過諸多的研究與論述, 主要可以歸納為以下3個方面: 動力效應, 等離子體在空間電場作用下, 離子與氣體分子發生碰撞, 交換動能, 誘導中性氣體分子定向運動; 沖擊效應, 在空間電場作用下, 帶電粒子與中性粒子發生碰撞, 導致電離、 躍遷等物理化學變化, 使得局部氣體急速加熱、 壓力驟增, 對局部流場產生擾動, 從而改變流場的分布; 物性改變效應, 氣體放電產生等離子體的同時還會改變流場的黏滯性、 熱傳導特性等, 對流場的發展有一定的影響[3-4].

作為等離子體流動控制中最重要的組件, 等離子體流動控制激勵器已有多種類型: 同軸介質阻擋激勵器(dielectric barrier discharge, DBD)[5-6]、 表面介質阻擋激勵器(surface dielectric barrier discharge, SDBD)[7]以及等離子體合成射流激勵器(plasma synthetic jet, PSJ)[8]. 其中等離子體合成射流激勵器是目前研究最熱門的激勵形式, 它主要由針電極、 放電腔組成, 結構簡單, 控制效果明顯. 等離子體合成射流激勵器本質上是……