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静止大气下,对施加脉冲周期介质阻挡放电,半顶角为10°的圆锥前体进行了PIV实验研究。采用总平均和相位锁定平均方法对脉冲周期放电进行了分析;对比了不同占空比和不同相位角沿θ=90°半径上的切向速度和轴向涡量分布,得到了在圆锥表面等离子体诱导的最大速度和最大涡量;分析了脉冲周期放电的动量转移特性。实验结果表明：脉冲周期放电引发动量转移的主要机制是涡的增强而非气流的加速;当激励器处于脉冲放电间歇时,相位锁定平均的最大速度和最大涡量不为零,存在流动滞后效应,有利于节省能耗。 相似文献
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等离子体激励器通过产生的等离子加速气流,可以实现对流动的控制。单级等离子体激励器由于受到等离子体放电的物理限制,其控制作用较小;为了提高等离子体流动控制的效果,关于多级等离子体激励器的研究得到发展。采用图像采集和粒子示踪测速系统(PIV),对传统多级等离子体激励器和多级双极性等离子体激励器的放电现象以及气流加速进行研究,并通过流场速度分布计算等离子体激励器对空气产生的推力和吸力。结果表明:随着电压的升高,传统多级等离子体激励器产生的推力和吸力会逐渐减弱;而多级双极性等离子体激励器产生的推力和吸力均呈逐渐增强的趋势。 相似文献
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S. M. Krimigis D. G. Mitchell D. C. Hamilton S. Livi J. Dandouras S. Jaskulek T. P. Armstrong J. D. Boldt A. F. Cheng G. Gloeckler J. R. Hayes K. C. Hsieh W.-H. Ip E. P. Keath E. Kirsch N. Krupp L. J. Lanzerotti R. Lundgren B. H. Mauk R. W. McEntire E. C. Roelof C. E. Schlemm B. E. Tossman B. Wilken D. J. Williams 《Space Science Reviews》2004,114(1-4):233-329
The magnetospheric imaging instrument (MIMI) is a neutral and charged particle detection system on the Cassini orbiter spacecraft designed to perform both global imaging and in-situ measurements to study the overall configuration and dynamics of Saturn’s magnetosphere and its interactions with the solar wind, Saturn’s atmosphere, Titan, and the icy satellites. The processes responsible for Saturn’s aurora will be investigated; a search will be performed for substorms at Saturn; and the origins of magnetospheric hot plasmas will be determined. Further, the Jovian magnetosphere and Io torus will be imaged during Jupiter flyby. The investigative approach is twofold. (1) Perform remote sensing of the magnetospheric energetic (E > 7 keV) ion plasmas by detecting and imaging charge-exchange neutrals, created when magnetospheric ions capture electrons from ambient neutral gas. Such escaping neutrals were detected by the Voyager l spacecraft outside Saturn’s magnetosphere and can be used like photons to form images of the emitting regions, as has been demonstrated at Earth. (2) Determine through in-situ measurements the 3-D particle distribution functions including ion composition and charge states (E > 3 keV/e). The combination of in-situ measurements with global images, together with analysis and interpretation techniques that include direct “forward modeling’’ and deconvolution by tomography, is expected to yield a global assessment of magnetospheric structure and dynamics, including (a) magnetospheric ring currents and hot plasma populations, (b) magnetic field distortions, (c) electric field configuration, (d) particle injection boundaries associated with magnetic storms and substorms, and (e) the connection of the magnetosphere to ionospheric altitudes. Titan and its torus will stand out in energetic neutral images throughout the Cassini orbit, and thus serve as a continuous remote probe of ion flux variations near 20RS (e.g., magnetopause crossings and substorm plasma injections). The Titan exosphere and its cometary interaction with magnetospheric plasmas will be imaged in detail on each flyby. The three principal sensors of MIMI consists of an ion and neutral camera (INCA), a charge–energy–mass-spectrometer (CHEMS) essentially identical to our instrument flown on the ISTP/Geotail spacecraft, and the low energy magnetospheric measurements system (LEMMS), an advanced design of one of our sensors flown on the Galileo spacecraft. The INCA head is a large geometry factor (G ∼ 2.4 cm2 sr) foil time-of-flight (TOF) camera that separately registers the incident direction of either energetic neutral atoms (ENA) or ion species (≥5∘ full width half maximum) over the range 7 keV/nuc < E < 3 MeV/nuc. CHEMS uses electrostatic deflection, TOF, and energy measurement to determine ion energy, charge state, mass, and 3-D anisotropy in the range 3 ≤ E ≤ 220 keV/e with good (∼0.05 cm2 sr) sensitivity. LEMMS is a two-ended telescope that measures ions in the range 0.03 ≤ E ≤ 18 MeV and electrons 0.015 ≤ E≤ 0.884 MeV in the forward direction (G ∼ 0.02 cm2 sr), while high energy electrons (0.1–5 MeV) and ions (1.6–160 MeV) are measured from the back direction (G ∼ 0.4 cm2 sr). The latter are relevant to inner magnetosphere studies of diffusion processes and satellite microsignatures as well as cosmic ray albedo neutron decay (CRAND). Our analyses of Voyager energetic neutral particle and Lyman-α measurements show that INCA will provide statistically significant global magnetospheric images from a distance of ∼60 RS every 2–3 h (every ∼10 min from ∼20 RS). Moreover, during Titan flybys, INCA will provide images of the interaction of the Titan exosphere with the Saturn magnetosphere every 1.5 min. Time resolution for charged particle measurements can be < 0.1 s, which is more than adequate for microsignature studies. Data obtained during Venus-2 flyby and Earth swingby in June and August 1999, respectively, and Jupiter flyby in December 2000 to January 2001 show that the instrument is performing well, has made important and heretofore unobtainable measurements in interplanetary space at Jupiter, and will likely obtain high-quality data throughout each orbit of the Cassini mission at Saturn. Sample data from each of the three sensors during the August 18 Earth swingby are shown, including the first ENA image of part of the ring current obtained by an instrument specifically designed for this purpose. Similarily, measurements in cis-Jovian space include the first detailed charge state determination of Iogenic ions and several ENA images of that planet’s magnetosphere.This revised version was published online in July 2005 with a corrected cover date. 相似文献
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磁激等离子体超声速气流的瞬态加速系统及其实验研究 总被引：2，自引：0，他引：2
研制了基于激波风洞的热电离系统,设计了马赫数Ma=1.5的喷管和分段法拉第型实验段,并选用了合理的磁场及电场方案。采用氦气驱动氩气模式,通过在激波管低压段注入电离种子K2CO3粉末实现气流的热电离;压缩后的高温氩气启动喷管,以瞬态超声速导电流体形式通过实验段。实验结果表明:当激波管高压段压力为1.1 MPa、低压段压力为500 Pa时,喷管出口的超声速导电气流温度约为4 185.91 K,压力约为0.037 MPa;当电容电压为400 V、磁感应强度为1.0 T时,由实验段中间位置电极的放电特性可以估算出气流电导率约为78.1 S/m,单对电极输入功率约为9.46 kW;用感应电压法对加速效果进行初步评估,出口气流速度增加了29.3%,电效率为26.1%。 相似文献
18.
为了得到试验测量不到的气体放电过程中电磁场作用下单个原初电子的动力学行为,建立了LIPS-200离子推力器放电室二维仿真模型,应用网格粒子法(PIC)和蒙特卡洛碰撞(MCC)模拟法对其进行了研究。模拟得到在额定工况下原初电子和中性原子之间的碰撞概率、原初电子损耗率、电磁场分布对其运动速度及运动轨迹的影响等。结果表明磁铁表面磁感强度最大,越靠近放电室内部磁感强度越小,对称轴区域无磁场分布,原初电子在电磁场作用下沿磁力线作加速螺旋运动;运动等离子体的自洽电势大小范围仅为0~2.0V,几乎不会影响等离子体运动;对应总原初电子个数为1.2×106时直接被阳极表面吸收的损耗率仅为0.02%。 相似文献
19.
冰形调控是指采用等离子体激励将有限功率集中使用,将危险的展向连续冰调控成更为安全的间断冰,改善飞机容冰飞行能力,在保证飞行器气动性能及飞行安全的前提下,拓宽飞机容冰飞行安全边界的技术。为验证等离子体冰形调控的可行性,在冰风洞中开展等离子体防除冰试验,结果表明纳秒脉冲等离子体冰形调控激励器能够将翼型前缘连续冰调控为间断冰,形成类波浪形前缘,初步验证了等离子体冰形调控的能力。为探究冰形调控技术对翼型气动性能的改善效果,在30 m/s的来流速度下,在NACA0012翼型上间断布置3D打印典型冰形(明冰、霜冰、混合冰),并在风洞中测试其气动性能,对比分析不同的有冰与无冰区域比例、冰条宽度L对翼型气动性能的影响。结果表明：明冰冰形下,有冰∶无冰=1∶1(L=2 cm)时气动性能改善效果最佳,与全冰状态相比最大升力系数提高34.8%,迎角10°时阻力系数降低86.0%。霜冰和混合冰冰形下,分别在有冰∶无冰=3∶2(L=6 cm)、有冰∶无冰=3∶2(L=4 cm)的调控方案下气动性能改善效果最好,最大升力系数分别提高了19.7%、30.6%,阻力系数明显降低。 相似文献
20.
等离子体激励作为一种响应时间极短的主动流动控制技术而被广泛研究。为考查等离子体合成射流激励器改善高超声速飞行器升阻特性的能力,采用数值模拟方法研究了激励器的空腔、激励器的布置位置、来流迎角以及放电参数对高速翼型气动性能改善效果的影响,并进行了相应的实验验证。结果表明：激励器自身的空腔会产生减阻效果,并且空腔的时均减阻效果优于等离子体激励器的时均减阻效果。激励器越靠近翼型的前缘点,翼型气动性能提升越强。高超声速翼型前缘斜劈区,是激励器进行翼型气动性能改善的最佳几何位置。当激励器在最佳几何位置处时,来流迎角的增加会降低激励器空腔对翼型气动性能产生的负面影响,但也会对激励器时均流动控制性能产生削弱作用。此外,为提高激励器的能量利用效率,以翼型气动性能提升的效果作为衡量,研究了不同放电参数对等离子体激励器改善翼型气动性能的影响,并得到激励器提升高超声速翼型升阻特性时的最优占空比为1.83%。研究结果为等离子体合成射流激励器进行高超声速流动控制提供了参考。 相似文献