CN110203374B - 多通道脉冲电弧等离子体流动控制装置及其促进边界层转捩的方法 - Google Patents
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Abstract
提供一种多通道脉冲电弧等离子体流动控制电路系统，包括平板(1)，放电电极(2)，激励块(3)，高频脉冲电源(4)，以及在激励块上加工的用于固定电极的圆柱形垂直通孔(5)。还提供一种多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的方法。通过多通道脉冲电弧等离子体激励这个新思路，可以有效增加扰动区域大小，提高扰动频率，促进超声速边界层发生转捩。
Description
技术领域
本发明涉及一种等离子体主动流动控制技术，具体涉及一种促进超声速边界层转捩的方法及相应的多通道脉冲电弧放电等离子体激励器。
背景技术
超声速边界层具有复杂的拟序结构，其边界层流动状态可分为层流和湍流两种类型，在摩擦阻力和热传导性能等方面存在巨大的差异。超声速边界层研究是航空航天领域中的重要研究内容，边界层转捩和分离位置的预测以及相关的流动控制研究在飞行器减阻、抑制流动分离和飞行器性能优化等方面都具有重要的工程意义。以超燃冲压发动机进气道为例，进气道和发动机内部都存在复杂的激波/附面层干扰问题，边界层受激波诱导的强逆压梯度发生分离，总压损失增加，气动效率下降，严重时造成进气道不起动现象，影响了发动机的气动性能。所以，流动分离现象能否抑制，直接关系到飞行器性能的好坏。研究表明，促进发动机入口边界层发展为湍流，可对激波/附面层干扰诱导的边界层分离产生一定抑制作用，可改善发动机内的流场品质，提升发动机性能。
为促进超声速边界层发生转捩，需要对边界层进行改性处理，传统的方法多以被动流动控制为主，如涡流发生器、表面粗糙元等。但具有一定的局限：一是流动的激励模式相对单一，仅对一些特定的流动状态有效，难以在宽工况条件下取得良好的控制效果；二是在高马赫数(Ma＞5)条件下，机械装置自身诱导的局部激波干扰会带来额外的气动阻力和表面热流，给飞行器的减阻、防热设计带来负担。新型的等离子主动流动控制技术以其频带宽、响应快、激励强度大、结构简单等优势克服了被动流动控制的缺点，可对超声速边界层施加非定常，宽频域的可控扰动，且不带来额外的气动阻力。
目前基于脉冲电弧放电等离子体激励的流动控制技术在促进边界层转捩上已取得了很大进展。但激励方式多以单通道激励为主，施加扰动区域小，脉冲间隔时间长，无法产生大面积持续扰动效果。
发明内容
针对以上问题，本发明提出一种多通道脉冲电弧等离子体流动控制装置，包括平板1，放电电极2，激励块3，以及在激励块上加工的用于固定电极的圆柱形垂直通孔5；其特征在于：
平板1一端为楔形，靠近楔形部的上表面开有与激励块3尺寸相同的长方形凹槽，用于实验时对激励块3进行固定；激励块3上加工有用于固定电极的圆柱形垂直通孔5，圆柱形垂直通孔5分为上下两级通孔，下部通孔直径大于上部通孔直径；垂直通孔5个数为偶数个，在激励块3上呈N×M阵列式排布，其中流向N个，展向M个，N为非零自然数，M为偶数，具体个数根据需要确定；平板1和激励块3均采用耐高温陶瓷材料制成；
放电电极2形状为圆柱形，直径略小于圆柱形垂直通孔5的上部通孔直径，便于放入；圆柱形垂直通孔5的下部通孔内放置有与下部通孔尺寸相适应的绝缘介质圆柱，放电电极2的下半部分穿过绝缘介质圆柱后，通过导线引出；将放电电极2安装进入圆柱形垂直通孔5的上部通孔内，装配后放电电极2的上表面与平板1上表面齐平；放电电极2的材料采用耐高温金属。
在本发明的一个实施例中，
圆柱形垂直通孔5的下部通孔直径为4mm～8mm；上部通孔直径为0.5mm～2mm；
展向相邻的圆柱形垂直通孔5的间距L均为3mm～6mm；
展向两个放电通道的展向间距L1为5mm～15mm；流向相邻的放电通道的流向间距L2为10mm～20mm；
放电电极2的材料采用铜、铁或钨；放电电极2直径为0.5mm～3mm。
在本发明的一个具体实施例中，
圆柱形垂直通孔5的下部通孔直径为5mm；上部通孔直径为1mm；
绝缘介质圆柱为特氟龙圆柱；
展向相邻的圆柱形垂直通孔5的间距L为5mm；
展向两个放电通道的展向间距L1为10mm；流向相邻的放电通道的流向间距L2为15mm；
放电电极2的材料采用钨；放电电极2直径为1mm。
在本发明的另一个具体实施例中，
圆柱形垂直通孔5的个数为20个，流向为5个，展向为4个，呈5×4阵列状；展向上的4个圆柱形垂直通孔5分为左右两组，每组包括相邻的2个圆柱形垂直通孔5，每组圆柱形垂直通孔5的两个通孔中分别安装的两个放电电极2，各为脉冲电弧放电的正负电极，每组圆柱形垂直通孔5包含的两个放电电极2构成一个放电通道；因此，放电通道呈两路排列，其中流向放电通道个数为5，展向放电通道个数为2，形成一个5×2的放电通道矩阵；在单个电源驱动下，可两路共10通道同时产生脉冲电弧等离子体激励。
还提供一种多通道脉冲电弧等离子体流动控制电路系统，包括平板1，放电电极2，激励块3，高频脉冲电源4，以及在激励块上加工的用于固定电极的圆柱形垂直通孔5；其特征在于：
平板1一端为楔形，靠近楔形部的上表面开有与激励块3尺寸相同的长方形凹槽，用于实验时对激励块3进行固定；激励块3上加工有用于固定电极的圆柱形垂直通孔5，圆柱形垂直通孔5分为上下两级通孔，下部通孔直径大于上部通孔直径；垂直通孔5个数为偶数个，在激励块3上呈N×M阵列式排布，其中流向N个，展向M个，N为非零自然数，M为偶数，具体个数根据需要确定；平板1和激励块3均采用耐高温陶瓷材料制成；
放电电极2形状为圆柱形，直径略小于圆柱形垂直通孔5的上部通孔直径，便于放入；圆柱形垂直通孔5的下部通孔内放置有与下部通孔尺寸相适应的绝缘介质圆柱，放电电极2的下半部分穿过绝缘介质圆柱后，通过导线引出；将放电电极2安装进入圆柱形垂直通孔5的上部通孔内，装配后放电电极2的上表面与平板1上表面齐平；
高频脉冲电源4采用高频纳秒脉冲电源，驱动整个电路工作；高频脉冲电源4的工作电压和频率可调，电压范围为1kV～20kV；频率范围为1Hz～20kHz。
脉冲电弧放电电路连接如下：第一正电极2-1与高频脉冲电源4的正极相连，第N×M负电极2-N×M与高频脉冲电源4的负极相连，其余N×M-2个放电电极2按以下顺序依次在激励块3下表面用导线相连，串联进入放电回路中：第一负电极2-2与第二正电极2-3相连，第二负电极2-4与第三正电极2-5相连，依次类推，最终将N×M/2个通道的放电电极2都串联进入整个放电回路中。
在本发明的一个实施例中，
圆柱形垂直通孔5的下部通孔直径为4mm～8mm；上部通孔直径为0.5mm～2mm；
展向相邻的圆柱形垂直通孔5的间距L均为3mm～6mm；
展向两个放电通道的展向间距L1为5mm～15mm；流向相邻的放电通道的流向间距L2为10mm～20mm；
放电电极2的材料采用铜、铁或钨；放电电极2直径为0.5mm～3mm。
在本发明的一个具体实施例中，
圆柱形垂直通孔5的下部通孔直径为5mm；上部通孔直径为1mm；
绝缘介质圆柱为特氟龙圆柱；
展向相邻的圆柱形垂直通孔5的间距L为5mm；
展向两个放电通道的展向间距L1为10mm；流向相邻的放电通道的流向间距L2为15mm；
放电电极2的材料采用钨；放电电极2直径为1mm。
在本发明的又一个具体实施例中，
圆柱形垂直通孔5的个数为20个，流向为5个，展向为4个，呈5×4阵列状；展向上的4个圆柱形垂直通孔5分为左右两组，每组包括相邻的2个圆柱形垂直通孔5，每组圆柱形垂直通孔5的两个通孔中分别安装的两个放电电极2，各为脉冲电弧放电的正负电极，每组圆柱形垂直通孔5包含的两个放电电极2构成一个放电通道；因此，放电通道呈两路排列，其中流向放电通道个数为5，展向放电通道个数为2，形成一个5×2的放电通道矩阵；在单个电源驱动下，可两路共10通道同时产生脉冲电弧等离子体激励。
此外，还提供一种多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的方法，包括：
步骤1：高频脉冲电源4施加高频脉冲电压，各个放电电极2与高频脉冲电源4构成回路，具体如下：
第一正电极2-1与高频脉冲电源4的正极相连，第十负电极2-20与高频脉冲电源4的负极相连，其余18个放电电极2按以下顺序依次在激励块3下表面用导线相连，串联进入放电回路中：第一负电极2-2与第二正电极2-3相连，第二负电极2-4与第三正电极2-5相连，依次类推，最终将10个通道的放电电极2都串联进入整个放电回路中；
首先在第一正电极2-1与第一负电极2-2两端形成电势差；然后在放电第二正电极2-3与第二负电极2-4两端形成电势差，以此类推；
步骤2：在电势差作用下，第一正电极2-1与第一负电极2-2之间的等离子体放电通道最先建立，在平板1表面形成脉冲电弧放电；紧接着，回路中的放电电极按第二正电极2-3与第二负电极2-4，第三正电极2-5与第三负电极2-6...的顺序依次击穿，最终形成10个脉冲电弧放电通道，产生10道前驱冲击波，同时加热平板表面空气，形成热气团；
步骤3：前驱冲击波对边界层施加非定常的冲击效应，热气团对边界层造成热阻塞，同样对边界层带来扰动；多通道的建立更是扩大了扰动区域的大小；在来流条件下，相比于单通道激励，平板1指定位置受到的扰动效应增加大约十倍，实现了持续的扰动，更有利于边界层转捩。
本发明提供的多通道脉冲电弧等离子体流动控制装置及其促进边界层转捩的方法，通过多通道脉冲电弧等离子体激励这个新思路，可以有效增加扰动区域大小，提高扰动频率，促进超声速边界层发生转捩。
附图说明
图1为本发明多通道脉冲电弧等离子体激励应用装配图；
图2为本发明多通道脉冲电弧等离子体激励器电路连接示意图；
图3为本发明多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的效果概念图；
图4为本发明实施例多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的效果图；
附图标记：1.平板，2.电弧放电电极(以下简称“放电电极”)，3.激励块，4.高频脉冲电源，5.圆柱形垂直通孔。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清晰，下面将结合本发明的附图，对本发明实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，至始至终相同的标号表示相同的元件。所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。下面结合附图和实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
本发明采用一种多通道脉冲电弧等离子体激励流动控制装置，包括平板1，放电电极2，激励块3，高频脉冲电源4，以及在激励块上加工的用于固定电极的圆柱形垂直通孔5。平板1和激励块3装置均采用耐高温的陶瓷材料，平板1一端为楔形，靠近楔形部的上表面开有与激励块3尺寸相同的长方形凹槽，用于实验时对激励块3进行固定。激励块3上加工有用于固定电极的圆柱形垂直通孔5，圆柱形垂直通孔5分为上下两级通孔，下部通孔直径较大，为4mm～8mm，优选为5mm；上部通孔直径较小，为0.5mm～2mm，优选为1mm。垂直通孔5个数为偶数个，具体个数根据需要确定，优选为20个。
如图2所示，在本发明的一个具体实施例中，圆柱形垂直通孔5的个数为20个，流向为5个，展向为4个，呈5×4阵列状。展向上的4个圆柱形垂直通孔5分为左右两组，每组包括相邻的2个圆柱形垂直通孔5，每组圆柱形垂直通孔5的两个通孔中分别安装的两个放电电极2，各为脉冲电弧放电的正负电极，每组圆柱形垂直通孔5包含的两个放电电极2构成一个放电通道。有上述可见，放电通道呈两路排列，其中流向放电通道个数为5，展向放电通道个数为2，形成一个5×2的放电通道矩阵。在单个电源驱动下，可两路共10通道同时产生脉冲电弧等离子体激励。脉冲电弧放电为表面电弧放电，用于产生前驱冲击波以及高温等离子体弧柱，不仅对流场产生冲击效应，而且还向边界层注入热量。
在本发明的一个具体实施例中，放电电极2采用钨针，其形状为圆柱形，直径略小于圆柱形垂直通孔5的上部通孔直径，便于放入。圆柱形垂直通孔5的下部通孔内放置有与下部通孔尺寸相适应的特氟龙圆柱，放电电极2的下半部分穿过特氟龙圆柱后，通过导线引出。将放电电极2安装进入圆柱形垂直通孔5的上部通孔内，装配后放电电极2的上表面与平板1上表面齐平。高频脉冲电源4采用高频纳秒脉冲电源(张小宁，李晓焕。一种参数可调的负高压脉冲电源装置及参数化调节方法，CN201810322511)，驱动整个电路工作。
如图2所示，脉冲电弧放电电路连接如下：第一正电极2-1与高频脉冲电源4的正极相连，第十负电极2-20与高频脉冲电源4的负极相连，其余18个放电电极2按以下顺序依次在激励块3下表面用导线相连，串联进入放电回路中：第一负电极2-2与第二正电极2-3相连，第二负电极2-4与第三正电极2-5相连，依次类推，最终将10个通道的放电电极2都串联进入整个放电回路中。
在本发明的一个具体实施例中，展向相邻的圆柱形垂直通孔5的间距L均为3mm～6mm，优选为5mm。
在本发明的一个具体实施例中，展向两个放电通道的展向间距L1(即展向上相邻的两个正电极或两个负电极之间的间距)为5mm～15mm，优选为10mm；流向相邻的放电通道的流向间距L2(即流向上相邻的两个正电极或两个负电极之间的间距)为10mm～20mm，优选为15mm。
在本发明的一个具体实施例中，放电电极2的材料采用耐高温的铜、铁、钨金属，优选为钨金属；放电电极2直径为0.5mm～3mm，优选为1mm。
在本发明的一个具体实施例中，高频脉冲电源4的工作电压和频率可调，电压范围为1kV～20kV，优选20kV；频率范围为1Hz～20kHz，优选为10kHz。
还提供一种多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的方法，包括：
步骤1：高频脉冲电源4施加高频脉冲电压，各个放电电极2与高频脉冲电源4构成回路，具体如下：
第一正电极2-1与高频脉冲电源4的正极相连，第十负电极2-20与高频脉冲电源4的负极相连，其余18个放电电极2按以下顺序依次在激励块3下表面用导线相连，串联进入放电回路中：第一负电极2-2与第二正电极2-3相连，第二负电极2-4与第三正电极2-5相连，依次类推，最终将10个通道的放电电极2都串联进入整个放电回路中。
首先在第一正电极2-1与第一负电极2-2两端形成电势差；然后在放电第二正电极2-3与第二负电极2-4两端形成电势差，以此类推。
步骤2：在电势差作用下，第一正电极2-1与第一负电极2-2之间的等离子体放电通道最先建立，在平板1表面形成脉冲电弧放电；紧接着，回路中的放电电极按第二正电极2-3与第二负电极2-4，第三正电极2-5与第三负电极2-6...的顺序依次击穿，最终形成10个脉冲电弧放电通道，产生10道前驱冲击波，同时加热平板表面空气，形成热气团；
步骤3：前驱冲击波对边界层施加非定常的冲击效应，热气团对边界层造成热阻塞，同样对边界层带来扰动。多通道的建立更是扩大了扰动区域的大小；在来流条件下，相比于单通道激励，平板1指定位置受到的扰动效应增加大约十倍，实现了持续的扰动，更有利于边界层转捩。
具体实施例
本实施例进行了超声速来流条件(Ma＝2)下的多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的特性研究，并与单通道激励的控制效果进行了对比。
结合图1和图2，本发明给出多通道脉冲电弧等离子体激励的流动控制装置。
当超声速风洞启动后，通过信号延迟器对高频脉冲电源4进行控制，使风洞内部流场趋于稳定后，触发高频脉冲电源4工作，高频脉冲电源4给电路回路施加脉冲电压，电压设置为20kV，放电频率设置为10kHz，脉冲宽度1000ns，上升沿下降沿均为50ns。
脉冲电弧放电第一正电极2-1和第一负电极2-2在高电压的作用下在平板1上表面形成电弧放电，依次类推，各级放电电极被依次击穿，直至脉冲电弧放电第十正电极2-19和第十负电极2-20也产生电弧放电，共形成10个电弧放电通道，并产生前驱激波以及热气团。
图3示出多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的效果概念图，激励区产生的前驱冲击波和热气团分别对边界层施加非定常的冲击效应和热阻塞效应，给边界层注入扰动量，多通道的建立扩大了扰动区域的大小。另外，在来流条件下，相比于单通道激励，多通道时平板指定位置受到的扰动效应增加了大约十倍，实现了持续的扰动。激励区后边界层受扰动迅速发生转捩，从而使边界层发展为湍流。
如图4所示，图4(a)、(b)分别给出f＝10kHz单通道激励和多通道激励下的边界层状态变化。施加多通道激励后，在放电区域下游边界层出现明显的湍流化现象，说明脉冲放电可以诱导边界层发生转捩。且通过对比发现，多通道激励下的多点扰动，相比于单通道激励器的单点扰动，湍流化区域更大，如黄色虚线框所示。这也暗示着多通道激励布局下，诱发边界层转捩的位置比单通道激励器更加靠前，多通道脉冲电弧等离子体激励在促使边界层转捩上拥有很大的潜力。
本发明的描述和应用是说明性的，并非想将本发明的范围限制在上述实施例中。这里所披露的实施例的变形和改变是可能的，对于那些本领域的普通技术任一来说实施例的替换和等效的各种部件是公知的。在不脱离本发明的精神或本质特征的情况下，本发明可以以其它形式、结构、布置、比例，以及用其它组件、材料和部件来实现。在不脱离本发明范围和精神的情况下，可以对这里所披露的实施例进行其它变形和改变。
Claims (9)
1.一种多通道脉冲电弧等离子体流动控制装置，包括平板(1)，放电电极(2)，激励块(3)，以及在激励块上加工的用于固定电极的圆柱形垂直通孔(5)；其特征在于：
平板(1)一端为楔形，靠近楔形部的上表面开有与激励块(3)尺寸相同的长方形凹槽，用于实验时对激励块(3)进行固定；激励块(3)上加工有用于固定电极的圆柱形垂直通孔(5)，圆柱形垂直通孔(5)分为上下两级通孔，下部通孔直径大于上部通孔直径；垂直通孔(5)个数为偶数个，在激励块(3)上呈N×M阵列式排布，其中流向N个，展向M个，N为非零自然数，M为偶数，具体个数根据需要确定；平板(1)和激励块(3)均采用耐高温陶瓷材料制成；
放电电极(2)形状为圆柱形，直径略小于圆柱形垂直通孔(5)的上部通孔直径，便于放入；圆柱形垂直通孔(5)的下部通孔内放置有与下部通孔尺寸相适应的绝缘介质圆柱，放电电极(2)的下半部分穿过绝缘介质圆柱后，通过导线引出；将放电电极(2)安装进入圆柱形垂直通孔(5)的上部通孔内，装配后放电电极(2)的上表面与平板(1)上表面齐平；放电电极(2)的材料采用耐高温金属。
2.如权利要求1所述的多通道脉冲电弧等离子体流动控制装置，其特征在于：
圆柱形垂直通孔(5)的下部通孔直径为4mm～8mm；上部通孔直径为0.5mm～2mm；
展向相邻的圆柱形垂直通孔(5)的间距L均为3mm～6mm；
展向两个放电通道的展向间距(L1)为5mm～15mm；流向相邻的放电通道的流向间距(L2)为10mm～20mm；
放电电极(2)的材料采用铜、铁或钨；放电电极(2)直径为0.5mm～3mm。
3.如权利要求2所述的多通道脉冲电弧等离子体流动控制装置，其特征在于：
圆柱形垂直通孔(5)的下部通孔直径为5mm；上部通孔直径为1mm；
绝缘介质圆柱为特氟龙圆柱；
展向相邻的圆柱形垂直通孔(5)的间距L为5mm；
展向两个放电通道的展向间距(L1)为10mm；流向相邻的放电通道的流向间距(L2)为15mm；
放电电极(2)的材料采用钨；放电电极(2)直径为1mm。
4.如权利要求1所述的多通道脉冲电弧等离子体流动控制装置，其特征在于：圆柱形垂直通孔(5)的个数为20个，流向为5个，展向为4个，呈5×4阵列状；展向上的4个圆柱形垂直通孔(5)分为左右两组，每组包括相邻的2个圆柱形垂直通孔(5)，每组圆柱形垂直通孔(5)的两个通孔中分别安装的两个放电电极(2)，各为脉冲电弧放电的正负电极，每组圆柱形垂直通孔(5)包含的两个放电电极(2)构成一个放电通道；因此，放电通道呈两路排列，其中流向放电通道个数为5，展向放电通道个数为2，形成一个5×2的放电通道矩阵；在单个电源驱动下，可两路共10通道同时产生脉冲电弧等离子体激励。
5.一种多通道脉冲电弧等离子体流动控制电路系统，包括平板(1)，放电电极(2)，激励块(3)，高频脉冲电源(4)，以及在激励块上加工的用于固定电极的圆柱形垂直通孔(5)；其特征在于：
平板(1)一端为楔形，靠近楔形部的上表面开有与激励块(3)尺寸相同的长方形凹槽，用于实验时对激励块(3)进行固定；激励块(3)上加工有用于固定电极的圆柱形垂直通孔(5)，圆柱形垂直通孔(5)分为上下两级通孔，下部通孔直径大于上部通孔直径；垂直通孔(5)个数为偶数个，在激励块(3)上呈N×M阵列式排布，其中流向N个，展向M个，N为非零自然数，M为偶数，具体个数根据需要确定；平板(1)和激励块(3)均采用耐高温陶瓷材料制成；
放电电极(2)形状为圆柱形，直径略小于圆柱形垂直通孔(5)的上部通孔直径，便于放入；圆柱形垂直通孔(5)的下部通孔内放置有与下部通孔尺寸相适应的绝缘介质圆柱，放电电极(2)的下半部分穿过绝缘介质圆柱后，通过导线引出；将放电电极(2)安装进入圆柱形垂直通孔(5)的上部通孔内，装配后放电电极(2)的上表面与平板(1)上表面齐平；
高频脉冲电源(4)采用高频纳秒脉冲电源，驱动整个电路工作；高频脉冲电源(4)的工作电压和频率可调，电压范围为1kV～20kV；频率范围为1Hz～20kHz；
脉冲电弧放电电路连接如下：第一正电极(2-1)与高频脉冲电源(4)的正极相连，第N×M负电极(2-N×M)与高频脉冲电源(4)的负极相连，其余N×M-2个放电电极(2)按以下顺序依次在激励块(3)下表面用导线相连，串联进入放电回路中：第一负电极(2-2)与第二正电极(2-3)相连，第二负电极(2-4)与第三正电极(2-5)相连，依次类推，最终将N×M/2个通道的放电电极(2)都串联进入整个放电回路中。
6.如权利要求5所述的多通道脉冲电弧等离子体流动控制电路系统，其特征在于：
圆柱形垂直通孔(5)的下部通孔直径为4mm～8mm；上部通孔直径为0.5mm～2mm；
展向相邻的圆柱形垂直通孔(5)的间距L均为3mm～6mm；
展向两个放电通道的展向间距(L1)为5mm～15mm；流向相邻的放电通道的流向间距(L2)为10mm～20mm；
放电电极(2)的材料采用铜、铁或钨；放电电极(2)直径为0.5mm～3mm。
7.如权利要求6所述的多通道脉冲电弧等离子体流动控制电路系统，其特征在于：
圆柱形垂直通孔(5)的下部通孔直径为5mm；上部通孔直径为1mm；
绝缘介质圆柱为特氟龙圆柱；
展向相邻的圆柱形垂直通孔(5)的间距L为5mm；
展向两个放电通道的展向间距(L1)为10mm；流向相邻的放电通道的流向间距(L2)为15mm；
放电电极(2)的材料采用钨；放电电极(2)直径为1mm。
8.如权利要求5所述的多通道脉冲电弧等离子体流动控制电路系统，其特征在于：圆柱形垂直通孔(5)的个数为20个，流向为5个，展向为4个，呈5×4阵列状；展向上的4个圆柱形垂直通孔(5)分为左右两组，每组包括相邻的2个圆柱形垂直通孔(5)，每组圆柱形垂直通孔(5)的两个通孔中分别安装的两个放电电极(2)，各为脉冲电弧放电的正负电极，每组圆柱形垂直通孔(5)包含的两个放电电极(2)构成一个放电通道；因此，放电通道呈两路排列，其中流向放电通道个数为5，展向放电通道个数为2，形成一个5×2的放电通道矩阵；在单个电源驱动下，可两路共10通道同时产生脉冲电弧等离子体激励。
9.一种多通道脉冲电弧等离子体激励促进边界层转捩的方法，所述方法采用权利要求5所述的多通道脉冲电弧等离子体流动控制电路系统实现，所述方法包括：
步骤1：高频脉冲电源(4)施加高频脉冲电压，各个放电电极(2)与高频脉冲电源(4)构成回路，具体如下：
第一正电极(2-1)与高频脉冲电源(4)的正极相连，第十负电极(2-20)与高频脉冲电源(4)的负极相连，其余18个放电电极(2)按以下顺序依次在激励块(3)下表面用导线相连，串联进入放电回路中：第一负电极(2-2)与第二正电极(2-3)相连，第二负电极(2-4)与第三正电极(2-5)相连，依次类推，最终将10个通道的放电电极(2)都串联进入整个放电回路中；
首先在第一正电极(2-1)与第一负电极(2-2)两端形成电势差；然后在第二正电极(2-3)与第二负电极(2-4)两端形成电势差，以此类推；
步骤2：在电势差作用下，第一正电极(2-1)与第一负电极(2-2)之间的等离子体放电通道最先建立，在平板(1)表面形成脉冲电弧放电；紧接着，回路中的放电电极按第二正电极(2-3)与第二负电极(2-4)，第三正电极(2-5)与第三负电极(2-6)...的顺序依次击穿，最终形成10个脉冲电弧放电通道，产生10道前驱冲击波，同时加热平板表面空气，形成热气团；
步骤3：前驱冲击波对边界层施加非定常的冲击效应，热气团对边界层造成热阻塞，同样对边界层带来扰动；多通道的建立更是扩大了扰动区域的大小；在来流条件下，相比于单通道激励，平板(1)指定位置受到的扰动效应增加大约十倍，实现了持续的扰动，更有利于边界层转捩。
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