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流体激励器特性研究及在流动控制中的应用

作　者: 卢志毅
导　师: 程克明
学　校: 南京航空航天大学
专　业: 流体力学
关键词: 流动控制旋涡发生器合成射流激励器流场特性流场测量七孔探针
分类号: O413.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 65次
引　用: 1次
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内容摘要

流动控制是航空航天领域研究的热点,也是流体力学专业研究的前沿。随着流动控制技术的快速发展,高性能流体激励器设计及其流场特性的研究已成为目前国内外学者研究的焦点。流体激励器是流动控制系统的关键器件,其性能的优越性直接关系到在流动控制中的应用效果。本文以实验研究为主,首先采用直径Φ=2.7mm七孔探针对被动式旋涡发生器的空间流场特性进行了定量测量,针对旋涡发生器的安装角度和涡对构型变化对旋涡的生成与旋涡的空间发展演化规律的影响特性进行了分析。在此研究基础上,设计研制了一种主动式射流旋涡发生器,采用七孔探针对其空间时均流场特性进行了详细测量,并与被动式旋涡发生器的流场特性进行了分析比较。通过改变激励器的电参数:工作频率、工作电压,以及射流出口角度、涡对构型和实验风速,研究了上述参数变化对主动式射流旋涡发生器工作性能的影响特性。结果表明:主动式射流旋涡发生器的旋涡频率可调控,且与合成射流激励器的工作频率特性一致。合成射流激励器的工作电压越高,产生的射流旋涡强度越强,但主流速度变化对射流旋涡的强度具有抑制作用。最后,对被动式旋涡发生器和主动式射流旋涡发生器在S形进气道流动控制中的应用进行了初步预研。对不同实验风速下,被动式旋涡发生器和主动式射流旋涡发生器对S进气道内部流场的控制特性进行了分析比较。结果表明:采用被动式旋涡发生器和主动式射流旋涡发生器均可对S进气道内部流场的均匀性起到一定的改善作用。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-13
第一章绪论  13-24
  1.1 流动控制技术简介  13-14
  1.2 基于涡运动的流动控制技术发展  14-15
  1.3 流体控制激励器研究现状  15-22
    1.3.1 旋涡发生器简介及研究现状  15-17
    1.3.2 合成射流激励器简介及研究现状  17-22
  1.4 本文主要的研究工作  22-24
第二章实验设备与实验技术  24-35
  2.1 实验模型设计  24-25
  2.2 二元射流风洞  25-26
  2.3 七孔探针测试技术  26-32
    2.3.1 七孔探针几何外形  27
    2.3.2 七孔探针基本原理  27-31
    2.3.3 七孔探针的校准原理  31-32
    2.3.4 七孔探针流场测试及数据处理  32
  2.4 热线风速仪测试技术  32-35
第三章被动式旋涡发生器工作特性研究  35-43
  3.1 引言  35
  3.2 模型与实验测试装置  35-36
  3.3 安装偏角变化对旋涡发生器特性的影响  36-39
  3.4 涡对构型变化对旋涡发生器特性的影响  39-42
  3.5 本章小结  42-43
第四章合成射流旋涡发生器工作特性研究  43-55
  4.1 引言  43
  4.2 合成射流激励器频率特性研究  43-44
  4.3 激励器参数变化对射流旋涡结构特性的影响  44-52
    4.3.1 驱动电压变化对射流旋涡结构特性的影响  44-45
    4.3.2 驱动频率变化对射流旋涡结构特性的影响  45-47
    4.3.3 风速变化对射流旋涡结构特性的影响  47-48
    4.3.4 射流出口角度变化对射流旋涡结构特性的影响  48
    4.3.5 平直射流出口形式下射流旋涡结构流场特性研究  48-50
    4.3.6 涡对构型变化对射流旋涡结构特性的影响特性  50-52
  4.4 主/被动式旋涡发生器特性比较  52-54
    4.4.1 单个旋涡发生器流场特性比较  52
    4.4.2 “正八字”构型方式特性比较  52-53
    4.4.3 “反八字”构型方式特性比较  53-54
  4.5 本章小结  54-55
第五章流体激励器S 进气道流动控制  55-67
  5.1 引言  55-56
  5.2 S 进气道模型与实验测试装置  56-63
    5.2.1 NHW 高速风洞  56-57
    5.2.2 S 进气道实验模型  57-58
    5.2.3 S 进气道流场测量系统  58-59
    5.2.4 控制激励器模型设计  59-61
    5.2.5 S 进气道性能参数及数据处理  61-63
  5.3 S 进气道流动控制特性实验研究  63-66
    5.3.1 风速变化对S 进气道流场特性的影响  63-64
    5.3.2 S 进气道内部流场控制特性研究  64-66
  5.4 本章小结  66-67
第六章总结与展望  67-69
  6.1 本文工作总结  67-68
  6.2 后续工作展望  68-69
参考文献  69-73
致谢  73-74
攻读硕士学位期间发表的学术论文  74

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