直流放电控制高速带斜坡锥体气动力的有效性研究 |
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引用本文: | 王宏宇,闵夫,解真东,龙正义,贾尧,杨彦广.直流放电控制高速带斜坡锥体气动力的有效性研究[J].空气动力学学报,2023(9):48-58. |
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作者姓名: | 王宏宇 闵夫 解真东 龙正义 贾尧 杨彦广 |
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作者单位: | 1. 中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力研究所;2. 中国空气动力研究与发展中心跨流域空气动力学实验室;3. 西北工业大学航空学院 |
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基金项目: | 国家重点研发计划(2019YFA0405300);;国家自然科学基金(12002363,12202473); |
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摘 要: | 基于直流放电激波重构气动力控制原理,开展了带斜坡锥体模型的高速(Ma=6)气动力控制风洞试验,采用光纤天平技术,考察了模型在两种放电功率(284 W和517 W)下的气动力/力矩变化情况,并采用纹影成像研究了放电对流动拓扑的影响。纹影图像揭示了由于放电热阻塞和马赫数降低引起的波系重构现象,表现为放电诱导压缩波和再附激波弱化、角度减小。天平信号验证了放电使得模型的轴向力、法向力和俯仰力矩减小,放电功率较大时控制效果明显。通过求解带功率密度源项的Navier-Stokes方程模拟放电的加热效应,数值研究了模型气动力随功率密度的变化规律及加热位置对控制能力的影响。研究表明:模型气动力变化率与功率密度呈正相关;当以激励器的上游位置为参考点时,俯仰力矩变化显著;当加热位置靠近斜坡时,控制能力降低。
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关 键 词: | 等离子体流动控制 高速飞行器 激波-边界层干扰 直流放电 高速气动力控制 风洞试验 |
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