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等离子体合成射流对超声速混合层的混合增强

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王鹏, 沈赤兵. 2019: 等离子体合成射流对超声速混合层的混合增强, 物理学报, 68(17): 165-175. doi: 10.7498/aps.68.20190683
引用本文: 王鹏, 沈赤兵. 2019: 等离子体合成射流对超声速混合层的混合增强, 物理学报, 68(17): 165-175. doi: 10.7498/aps.68.20190683
shu
Wang Peng, Shen Chi-Bing. 2019: Mixing enhancement for supersonic mixing layer by using plasma synthetic jet, Acta Physica Sinica, 68(17): 165-175. doi: 10.7498/aps.68.20190683
Citation: Wang Peng, Shen Chi-Bing. 2019: Mixing enhancement for supersonic mixing layer by using plasma synthetic jet, Acta Physica Sinica, 68(17): 165-175. doi: 10.7498/aps.68.20190683
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等离子体合成射流对超声速混合层的混合增强

  • 国防科技大学, 空天科学学院, 高超声速冲压发动机技术重点实验室, 长沙 410073

Mixing enhancement for supersonic mixing layer by using plasma synthetic jet

  • 摘要: 采用实验加仿真方法研究了等离子体合成射流对超声速混合层的影响.使用基于纳米粒子的平面激光散射技术(nanoparticle-based planar laser scattering,NPLS)、粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)以及纹影手段获取了单次脉冲对混合层的影响.采用二维数值仿真对布置在不同位置的高频激励器的混合效果以及激励器的性能进行了研究.通过对比有扰动和无扰动的NPLS、PIV以及纹影实验结果,发现等离子体合成射流对超声速混合层有明显的扰动,射流喷出时会产生较强的斜激波.对数值仿真结果的分析表明,等离子体合成射流可以有效地增强混合层的厚度.对比激励器布置在不同位置工况下的混合层厚度,可以看出在激励器隔板末端对混合层的扰动效果最好,混合层对在隔板末端的激励器扰动响应也是最快的.对等离子体合成射流激励器的性能分析表明,在隔板末端的激励器输出的能量最多.通过分析等离子体合成射流的作用过程,可以看出激励器在隔板上下表面布置的作用形式是通过作用来流进而影响混合层,在隔板尾端布置的等离子体合成射流激励器直接作用在混合层上,实现混合增强.
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出版历程

等离子体合成射流对超声速混合层的混合增强

  • 国防科技大学, 空天科学学院, 高超声速冲压发动机技术重点实验室, 长沙 410073

摘要: 采用实验加仿真方法研究了等离子体合成射流对超声速混合层的影响.使用基于纳米粒子的平面激光散射技术(nanoparticle-based planar laser scattering,NPLS)、粒子图像测速技术(particle image velocimetry,PIV)以及纹影手段获取了单次脉冲对混合层的影响.采用二维数值仿真对布置在不同位置的高频激励器的混合效果以及激励器的性能进行了研究.通过对比有扰动和无扰动的NPLS、PIV以及纹影实验结果,发现等离子体合成射流对超声速混合层有明显的扰动,射流喷出时会产生较强的斜激波.对数值仿真结果的分析表明,等离子体合成射流可以有效地增强混合层的厚度.对比激励器布置在不同位置工况下的混合层厚度,可以看出在激励器隔板末端对混合层的扰动效果最好,混合层对在隔板末端的激励器扰动响应也是最快的.对等离子体合成射流激励器的性能分析表明,在隔板末端的激励器输出的能量最多.通过分析等离子体合成射流的作用过程,可以看出激励器在隔板上下表面布置的作用形式是通过作用来流进而影响混合层,在隔板尾端布置的等离子体合成射流激励器直接作用在混合层上,实现混合增强.

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