CN111225487A - 一种单电源电弧等离子体阵列式布局的流动控制装置及控制方法 - Google Patents

一种单电源电弧等离子体阵列式布局的流动控制装置及控制方法 Download PDF

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吴云
金迪
宋慧敏
贾敏
梁华
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Abstract

公开一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制装置,包括平板、位于平板上表面与等离子体放电元件同形状的垂直通孔、放置于通孔内的等离子体放电元件、与等离子体放电元件相连的电源和放电部件。还涉及一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,通过施加电压,使用导线相连的等离子体放电元件在平板上表面形成电弧放电,加热平板表面气流,形成热等离子体气团。本公开通过阵列式布局,在不改变单个等离子体放电元件频率的前提下增加总体扰动频率;整个过程实现电控,可以选择性的开启或关闭等离子体放电元件。

Description

一种单电源电弧等离子体阵列式布局的流动控制装置及控制 方法
技术领域
本发明涉及等离子体技术,具体涉及一种单电源等离子体阵列式布局的流 动控制装置及控制方法。
背景技术
目前,基于表面电弧放电技术设计的激励器已经在促进或推迟边界层转捩、 抑制流动分离、控制激波附面层干扰等高速流动控制领域取得了重要进展。但 是,目前在等离子体流动控制领域使用的电弧放电控制方法主要是采用一组电 极产生直流或脉冲式的电弧放电,加热周围空气产生局部高温高压,并顺着超 声速流向下游传播形成稳定或高频的扰动。
这种控制方法存在一个突出的问题:单组电极放电只能形成一个放电通道, 在整个流场区域内只形成单点激励扰动。因此,基于该方法的激励器只能对小 范围的流场产生影响。受限于此,目前该控制方法还只停留在实验室阶段,无 法满足实际应用所需的大面积施加激励的要求。
此外,当电弧等离子体击穿空气,形成放电加热局部气流之后对流场结构 产生扰动,每一次放电对应一个扰动。如果施加的激励频率相对较低,两次激 励之间就会存在控制间歇期,缺乏连续性。
综上所述,利用目前电弧放电技术等离子体流动控制方法存在着控制面积 小、缺乏控制连续性和扰动频率低的突出问题,还无法满足实际应用需求,必 须加以改进。
发明内容
针对以上不足,本发明提供一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制装 置及其控制方法,通过阵列式布局等离子体放电元件,可以增加扰动频率和实 现激励连续性。
本发明的单电源等离子体阵列式布局的流动控制装置,其特征在于,包括 平板101、偶数个等离子体放电元件2、在平板101上表面加工的与等离子体放 电元件2同形状、同数量的T形垂直通孔103、电源1和多个放电部件3,等离 子体放电元件2能够放置于T形垂直通孔103内;等离子体放电元件2的具体 数量根据实际需要确定;设等离子体放电元件2的数量为S,并且
T形垂直通孔103呈阵列式分布,在平板101上,沿流向和展向具有N×M 个,其中N、M的取值范围视平板长度和宽度而定;
第一等离子体放电元件2-1与电源1的正端相连,第S个等离子体放电元件 2-S与电源1的负端相连,其余等离子体放电元件按顺序在平板下表面用导线两 两连接,并串联接入放电部件3:第二等离子体放电元件2-2和第三等离子体放 电元件2-3相连,连接点处接入第一放电部件3-1;第四等离子体放电元件2-4 和第五等离子体放电元件2-5相连,连接点处接入第二放电部件3-2,依次类推; 第S-2等离子体放电元件2-(S-2)和第S-1个等离子体放电元件2-(S-1)相连,连 接点处接入第(S/2-1)个放电部件3-(S/2-1);放电部件3为电阻和电容相并联 构成的阻容网络,放电部件3一端如上所述接入所述连接点,另一端接地。
在本发明的一个具体实施例中,等离子体放电元件2的数量为32个,N=4, M=8。
在本发明的另一个具体实施例中,还具有7个开关4;其中,开关4-1一端 与电源1正端相连,另一端与第一等离子体放电元件2-1相连;开关4-2一端连 接在第八等离子体放电元件2-8与第九等离子体放电元件2-9的连接点处,另一 端接地;开关4-3一端连接在第十六等离子体放电元件2-16与第十七等离子体 放电元件2-17的连接点处,另一端接地;开关4-4一端连接在第十六等离子体 放电元件2-16与第十七等离子体放电元件2-17的连接点处,另一端接地;开关 4-5一端与开关4-6的一端相连,另一端接地;开关4-6一端与开关4-5的一端 相连,另一端与电源1负端相连;开关4-7一端连接在第二十四等离子体放电元件2-24与第二十五等离子体放电元件2-25的连接点处,另一端接地。
在本发明的一个实施例中,放电部件3的电容值为80-120pF,耐压值为 30-50kV;电阻值为8-12MΩ;电源1的工作电压为5-40kV,频率为10-50kHz。
在本发明的一个具体实施例中,放电部件3的电容值为100pF;电阻值为 10MΩ。
还提供一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,包括下列步骤:
4)电源1给电路回路施加电压;
5)通过电控系统闭合第一开关4-1和第五开关4-5,其他开关断开,使得 第三十二等离子体放电元件2-32接地,第一等离子体放电元件2-1与第三十二 等离子体放电元件2-32之间的放电电压为16.5kV,形成全放电激励;
6)第一等离子体放电元件2-1和第二等离子体放电元件2-2在电压激励 下在平板101上表面形成电弧放电,依次类推,直至第三十一等离子体放电元 件等离子体放电元件2-31和第三十二等离子体放电元件2-32也在平板101上表 面形成电弧放电;按照此种方式,各级等离子体放电元件被依次击穿,形成多 个弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板101上表 面附近的气流,形成展向多排热等离子体气团,热等离子体气团依次相连,连 续的通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有 效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱 导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
在本发明的一个具体实施例中,上述流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源1给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第一开关4-1、第二开关4-2闭合,其他开关断开,使得 第八等离子体放电元件2-8接地,第九等离子体放电元件2-9至第三十二等离子 体放电元件2-32处于关闭状态;产生击穿电压为4.7kV,形成单列激励;
c)第一等离子体放电元件2-1和第二等离子体放电元件2-2在电压激励下 在平板101上表面形成电弧放电,依次类推,直至第七等离子体放电元件等离 子体放电元件2-7和第八等离子体放电元件2-8也在平板101上表面形成电弧放 电;按照此种方式,第一至第八等离子体放电元件被依次击穿,形成单排弧光 放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板101上表 面附近的气流,形成展向单排热等离子体气团,热等离子体气团展向相连,通 过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地控 制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的局 部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
在本发明的另一个具体实施例中,上述流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源1给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第六开关4-6、第七开关4-7闭合,其他开关断开,使得 第二十五等离子体放电元件2-25接地,第三十二等离子体放电元件2-32接入电 源1输入端,第一等离子体放电元件等离子体放电元件2-1至第二十四等离子体 放电元件2-24处于关闭状态;产生的击穿电压为4.7kV,形成不同位置单列激 励;
c)第三十二等离子体放电元件2-32和第三十一等离子体放电元件2-31在 电压激励下在平板101上表面形成电弧放电,依次类推,直至第二十六等离子 体放电元件等离子体放电元件2-26和第二十五等离子体放电元件2-25也在平板 101上表面形成电弧放电;按照此种方式,第三十二至第二十五等离子体放电元 件被依次击穿,形成单排弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板101上表 面附近的气流,形成不同位置的单排热等离子体气团,单排热等离子体气团通 过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地控 制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的局 部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
在本发明的又一个具体实施例中,上述流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源1给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第一开关4-1、第三开关4-3闭合,其他开关断开,使得 第十六等离子体放电元件2-16接地,第十七等离子体放电元件2-17至第三十二 等离子体放电元件2-32处于关闭状态;产生的击穿电压为9.6kV,形成两列激 励;
c)第一等离子体放电元件2-1和第二等离子体放电元件2-2在电压激励下 在平板101上表面形成电弧放电,依次类推,直至第十五等离子体放电元件等 离子体放电元件2-15和第十六等离子体放电元件2-16也在平板101上表面形成 电弧放电;按照此种方式,第一至第十六等离子体放电元件被依次击穿,形成 两排相邻的弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板101上表 面附近的气流,形成展向两排连续的热等离子体气团,热等离子体气团依次相 连,连续的通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动, 可以有效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由 激波诱导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
在本发明的再一个具体实施例中,上述流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源1给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第四开关4-4、第六开关4-6闭合,其他开关断开,使得 第十七等离子体放电元件2-17接地,第三十二等离子体放电元件2-32接入电源 1输入端,第一等离子体放电元件2-1至第十六等离子体放电元件2-16处于关闭 状态;产生的击穿电压为9.6kV,形成不同位置的两列激励;
c)第三十二等离子体放电元件2-32和第三十一等离子体放电元件2-31在 电压激励下在平板101上表面形成电弧放电,依次类推,直至第十八等离子体 放电元件等离子体放电元件2-18和第十七等离子体放电元件2-17也在平板101 上表面形成电弧放电;按照此种方式,第三十二至第十七等离子体放电元件被 依次击穿,形成流向不同位置的两排弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板101上表 面附近的气流,形成流向不同位置的展向两排等离子体气团,两排热等离子体 气团存先后通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动, 可以有效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由 激波诱导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
本发明具有下列优点:
1、控制装置结构简单,没有任何多余的活动部件。控制方法具有较高的 扰动强度,既能产生明显的冲击波,改变局部压比,对流场产生冲击效应;又 能产生高温等离子体弧柱,改变局部声速,马赫数,改变流场的物性;
2、通过阵列式布局,虽然每个等离子放电元件的激励频率没有变,但是 总体扰动频率增加,可以进一步提高激励频率;
3、整个过程可以实现电控,响应迅速,特别适应高超声速来流的环境。 可以选择性的开启需要的关闭不需要的激励器放电元件
附图说明
图1为本发明一种单电源电弧等离子体阵列式布局的流动控制装置在超声 速来流条件下的结构示意图,其中图1上半部分示出单电源电弧等离子体阵列 式布局的流动控制装置的正视图,图1下半部分示出单电源电弧等离子体阵列 式布局的流动控制装置的俯视图;
图2为单电源超声速来流条件下多通道弧光放电等离子体产生装置工作原 理示意图;
图3为阵列式等离子体电弧激励器全放电激励控制激波/附面层的干扰效果 图,其中图3(a)从左到右、从上至下依次示出不同时刻的瞬态流场结构,图 3(b)示出激波结构的演化过程。
具体实施方式
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。
结合图1和图2,本发明提供一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制装 置,包括平板101、偶数个等离子体放电元件2、在平板101上表面加工的与等 离子体放电元件2同形状、同数量的T形垂直通孔103(使得等离子体放电元件 2能够放置于T形垂直通孔103内)、电源1和多个放电部件3。等离子体放电 元件2的具体数量根据实际需要确定,在本发明的一个具体实施例中,数量为 32个。
T形垂直通孔103呈阵列式分布,在平板101上,沿流向和展向具有N×M 个,其中N、M的取值范围视平板长度和宽度而定,优选布局为流向个数为4, 展向个数为8。
如图2所示,在本发明的一个实施例中,第一等离子体放电元件2-1与电源 1的正端相连,第三十二等离子体放电元件2-32与电源1的负端相连,其余等 离子体放电元件按顺序在平板下表面用导线两两连接,并串联接入放电部件3: 第二等离子体放电元件2-2和第三等离子体放电元件2-3相连,连接点处接入第 一放电部件3-1;第四等离子体放电元件2-4和第五等离子体放电元件2-5相连, 连接点处接入第二放电部件3-2,依次类推;第三十等离子体放电元件2-30和第 三十一等离子体放电元件2-31相连,连接点处接入第十五放电部件3-15。放电 部件3为电阻和电容相并联构成的阻容网络,放电部件3一端如上所述接入所 述连接点,另一端接地。放电部件3的电容值为80-120pF,优选为100pF,耐 压值为30-50kV,优选为40kV;电阻值为8-12MΩ,优选为10MΩ。电源1 的工作电压为5-40kV,频率为10-50kHz。
图2中还示出了开关4(共7个),以及5个接地点(左二右三),将随后结 合具体实施例对其进行描述,并非本发明的必要条件。
在本发明的一个具体实施例中,如图2所示,还具有开关4(共7个),以 及5个接地点(左二右三),开关4-1一端与电源1正端相连,另一端与第一等 离子体放电元件2-1相连;开关4-2一端连接在第八等离子体放电元件2-8与第 九等离子体放电元件2-9的连接点处,另一端接地;开关4-3一端连接在第十六 等离子体放电元件2-16与第十七等离子体放电元件2-17的连接点处,另一端接 地;开关4-4一端连接在第十六等离子体放电元件2-16与第十七等离子体放电 元件2-17的连接点处,另一端接地;开关4-5一端与开关4-6的一端相连,另 一端接地;开关4-6一端与开关4-5的一端相连,另一端与电源1负端相连;开 关4-7一端连接在第二十四等离子体放电元件2-24与第二十五等离子体放电元 件2-25的连接点处,另一端接地。
还提供一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,包括下列步骤:
7)电源1给电路回路施加电压;
8)通过电控系统闭合第一开关4-1和第五开关4-5,其他开关断开,使得 第三十二等离子体放电元件2-32接地,第一等离子体放电元件2-1与第三十二 等离子体放电元件2-32之间的放电电压为16.5kV,形成全放电激励;
9)第一等离子体放电元件2-1和第二等离子体放电元件2-2在电压激励 下在平板101上表面形成电弧放电,依次类推,直至第三十一等离子体放电元 件等离子体放电元件2-31和第三十二等离子体放电元件2-32也在平板101上表 面形成电弧放电。按照此种方式,各级等离子体放电元件被依次击穿,形成多 个弧光放电通道。
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板101上表 面附近的气流,形成多个热等离子体气团,热等离子体气团依次相连,连续的 通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地 控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的 局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
在本发明的另一个实施例中,不同之处在于通过电控系统使第一开关4-1、 第二开关4-2闭合,其他开关断开,使得第八等离子体放电元件2-8接地,第九 等离子体放电元件2-9至第三十二等离子体放电元件2-32处于关闭状态。产生 击穿电压为4.7kV,形成单列激励。
在本发明的又一个实施例中,与第一个实施例相比较,不同之处在于通过 电控系统使第六开关4-6、第七开关4-7闭合,其他开关断开,使得第二十五等 离子体放电元件2-25接地,第三十二等离子体放电元件2-32接入电源1输入端, 第一等离子体放电元件等离子体放电元件2-1至第二十四等离子体放电元件 2-24处于关闭状态。产生的击穿电压为4.7kV,形成不同位置单列激励。
在本发明的再一个实施例中,与第一个实施例相比较,不同之处在于通过 电控系统使第一开关4-1、第三开关4-3闭合,其他开关断开,使得第十六等离 子体放电元件2-16接地,第十七等离子体放电元件2-17至第三十二等离子体放 电元件2-32处于关闭状态。产生的击穿电压为9.6kV,形成两列激励。
在本发明的还一个实施例中,与第一个实施例相比较,不同之处在于通过 电控系统使第四开关4-4、第六开关4-6闭合,其他开关断开,使得第十七等离 子体放电元件2-17接地,第三十二等离子体放电元件2-32接入电源1输入端, 第一等离子体放电元件2-1至第十六等离子体放电元件2-16处于关闭状态。产 生的击穿电压为9.6kV,形成不同位置的两列激励。
由图3(a)第一行前两张图可见,在t=0ΔT,壁面出现光斑表明电极附近 的空气被击穿形成多路电弧,并且诱导出冲击波,与此同时,由于等离子体电 弧的焦耳热效应,在电极附近形成了控制气泡,需要说明的是,此时,激波边 界层干扰区域还未受到影响,因为控制气泡并没有速度,通过来流动量传递被 动的向下游的干涉区运动。1ΔT后,等离子体电弧起弧过程结束,控制气泡也达 到最大尺寸。第一排控制气泡(从右往左排序)已经抵达分离激波腿附近,可 以清晰地将每一个控制气泡区分开。另一个流动特征-冲击波以声速汇聚在一 起形成伞状随来流向下游传播。但是分离激波受冲击波影响微乎其微。
由图3(a)第一行第三张图至最后一行第二张图可见,在t=2~10ΔT这段时 间内,控制气泡通过干涉区并与干涉区相互作用,致使分离激波根部区域发生 形变。在t=3ΔT,控制气泡开始融合,不能再辨别出独立的控制气泡,在与分离 激波发生作用后,控制气泡汇聚成云状,此时分离激波也开始出现分叉,由若 干激波串组成,表明激波强度的减弱。最终,控制气泡形成一个湍流结构,这 个结构与斜坡上原有的结构完全不同,直至从视场中消失,分离激波也开始恢 复到原始状态。
总的来说,在1ΔT到3ΔT,分离激波仅仅展现出微小的振荡,因为受到冲 击波的影响,但激波的整体强度和形状只发生了细微的变化。4ΔT到7ΔT,加热 气团进入干涉区,激波展向出了强烈的畸变,这个阶段激波腿脱离的壁面,同 时还出现了分叉现象。激波开始恢复,在11ΔT时恢复到初始状态,如图3(a) 最后一行第三张图可见。
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 (10)

1.一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制装置,其特征在于,包括平板(101)、偶数个等离子体放电元件(2)、在平板(101)上表面加工的与等离子体放电元件(2)同形状、同数量的T形垂直通孔(103)、电源(1)和多个放电部件(3),等离子体放电元件(2)能够放置于T形垂直通孔(103)内;等离子体放电元件(2)的具体数量根据实际需要确定;设等离子体放电元件(2)的数量为S,并且
T形垂直通孔(103)呈阵列式分布,在平板(101)上,沿流向和展向具有N×M个,其中N、M的取值范围视平板长度和宽度而定;
第一等离子体放电元件(2-1)与电源(1)的正端相连,第S个等离子体放电元件(2-S)与电源(1)的负端相连,其余等离子体放电元件按顺序在平板下表面用导线两两连接,并串联接入放电部件(3):第二等离子体放电元件(2-2)和第三等离子体放电元件(2-3)相连,连接点处接入第一放电部件(3-1);第四等离子体放电元件(2-4)和第五等离子体放电元件(2-5)相连,连接点处接入第二放电部件(3-2),依次类推;第S-2等离子体放电元件(2-(S-2))和第S-1个等离子体放电元件(2-(S-1))相连,连接点处接入第(S/2-1)个放电部件(3-(S/2-1));放电部件(3)为电阻和电容相并联构成的阻容网络,放电部件(3)一端如上所述接入所述连接点,另一端接地。
2.如权利要求1所述的流动控制装置,其特征在于,等离子体放电元件(2)的数量为32个,N=4,M=8。
3.如权利要求2所述的流动控制装置,其特征在于,还具有7个开关(4);其中,开关(4-1)一端与电源(1)正端相连,另一端与第一等离子体放电元件(2-1)相连;开关(4-2)一端连接在第八等离子体放电元件(2-8)与第九等离子体放电元件(2-9)的连接点处,另一端接地;开关(4-3)一端连接在第十六等离子体放电元件(2-16)与第十七等离子体放电元件(2-17)的连接点处,另一端接地;开关(4-4)一端连接在第十六等离子体放电元件(2-16)与第十七等离子体放电元件(2-17)的连接点处,另一端接地;开关(4-5)一端与开关(4-6)的一端相连,另一端接地;开关(4-6)一端与开关(4-5)的一端相连,另一端与电源(1)负端相连;开关(4-7)一端连接在第二十四等离子体放电元件(2-24)与第二十五等离子体放电元件(2-25)的连接点处,另一端接地。
4.如权利要求1至3的任何一项所述的流动控制装置,其特征在于,放电部件(3)的电容值为80-120pF,耐压值为30-50kV;电阻值为8-12MΩ;电源(1)的工作电压为5-40kV,频率为10-50kHz。
5.如权利要求4所述的流动控制装置,其特征在于,放电部件(3)的电容值为100pF;电阻值为10MΩ。
6.一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,包括下列步骤:
1)电源(1)给电路回路施加电压;
2)通过电控系统闭合第一开关(4-1)和第五开关(4-5),其他开关断开,使得第三十二等离子体放电元件(2-32)接地,第一等离子体放电元件(2-1)与第三十二等离子体放电元件(2-32)之间的放电电压为16.5kV,形成全放电激励;
3)第一等离子体放电元件(2-1)和第二等离子体放电元件(2-2)在电压激励下在平板(101)上表面形成电弧放电,依次类推,直至第三十一等离子体放电元件等离子体放电元件(2-31)和第三十二等离子体放电元件(2-32)也在平板(101)上表面形成电弧放电;按照此种方式,各级等离子体放电元件被依次击穿,形成多个弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板(101)上表面附近的气流,形成展向多排热等离子体气团,热等离子体气团依次相连,连续的通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
7.一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源(1)给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第一开关(4-1)、第二开关(4-2)闭合,其他开关断开,使得第八等离子体放电元件(2-8)接地,第九等离子体放电元件(2-9)至第三十二等离子体放电元件(2-32)处于关闭状态;产生击穿电压为4.7kV,形成单列激励;
c)第一等离子体放电元件(2-1)和第二等离子体放电元件(2-2)在电压激励下在平板(101)上表面形成电弧放电,依次类推,直至第七等离子体放电元件等离子体放电元件(2-7)和第八等离子体放电元件(2-8)也在平板(101)上表面形成电弧放电;按照此种方式,第一至第八等离子体放电元件被依次击穿,形成单排弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板(101)上表面附近的气流,形成展向单排热等离子体气团,热等离子体气团展向相连,通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
8.一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源(1)给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第六开关(4-6)、第七开关(4-7)闭合,其他开关断开,使得第二十五等离子体放电元件(2-25)接地,第三十二等离子体放电元件(2-32)接入电源(1)输入端,第一等离子体放电元件等离子体放电元件(2-1)至第二十四等离子体放电元件(2-24)处于关闭状态;产生的击穿电压为4.7kV,形成不同位置单列激励;
c)第三十二等离子体放电元件(2-32)和第三十一等离子体放电元件(2-31)在电压激励下在平板(101)上表面形成电弧放电,依次类推,直至第二十六等离子体放电元件等离子体放电元件(2-26)和第二十五等离子体放电元件(2-25)也在平板(101)上表面形成电弧放电;按照此种方式,第三十二至第二十五等离子体放电元件被依次击穿,形成单排弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板(101)上表面附近的气流,形成不同位置的单排热等离子体气团,单排热等离子体气团通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
9.一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源(1)给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第一开关(4-1)、第三开关(4-3)闭合,其他开关断开,使得第十六等离子体放电元件(2-16)接地,第十七等离子体放电元件(2-17)至第三十二等离子体放电元件(2-32)处于关闭状态;产生的击穿电压为9.6kV,形成两列激励;
c)第一等离子体放电元件(2-1)和第二等离子体放电元件(2-2)在电压激励下在平板(101)上表面形成电弧放电,依次类推,直至第十五等离子体放电元件等离子体放电元件(2-15)和第十六等离子体放电元件(2-16)也在平板(101)上表面形成电弧放电;按照此种方式,第一至第十六等离子体放电元件被依次击穿,形成两排相邻的弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板(101)上表面附近的气流,形成展向两排连续的热等离子体气团,热等离子体气团依次相连,连续的通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
10.一种单电源等离子体阵列式布局的流动控制方法,包括下列步骤:
a)电源(1)给电路回路施加电压;
b)通过电控系统使第四开关(4-4)、第六开关(4-6)闭合,其他开关断开,使得第十七等离子体放电元件(2-17)接地,第三十二等离子体放电元件(2-32)接入电源(1)输入端,第一等离子体放电元件(2-1)至第十六等离子体放电元件(2-16)处于关闭状态;产生的击穿电压为9.6kV,形成不同位置的两列激励;
c)第三十二等离子体放电元件(2-32)和第三十一等离子体放电元件(2-31)在电压激励下在平板(101)上表面形成电弧放电,依次类推,直至第十八等离子体放电元件等离子体放电元件(2-18)和第十七等离子体放电元件(2-17)也在平板(101)上表面形成电弧放电;按照此种方式,第三十二至第十七等离子体放电元件被依次击穿,形成流向不同位置的两排弧光放电通道;
依照上述控制方法,产生的等离子体弧光击穿空气后,加热平板(101)上表面附近的气流,形成流向不同位置的展向两排等离子体气团,两排热等离子体气团存先后通过激波/附面层干涉区,与激波相互作用,迫使激波向上游运动,可以有效地控制激波运动频率,同时改变了干涉区的流动拓扑结构,改变了由激波诱导的局部逆压梯度,达到抑制分离的目的。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1132894A (zh) * 1994-12-02 1996-10-09 索尼株式会社 能抑制等离子体显示槽的冲击电流的等离子体驱动电路
CN1145688A (zh) * 1994-04-18 1997-03-19 李伟成 矩阵显示的方法和装置
US6414655B1 (en) * 1998-06-22 2002-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Plasma address display apparatus and constant-current control apparatus
US20070176562A1 (en) * 2004-03-31 2007-08-02 Hirofumi Takikawa And Daiken Chemical Power supply circuit for plasma generation, plasma generating apparatus, plasma processing apparatus and plasma processed object
DE102007024090A1 (de) * 2007-05-22 2008-11-27 Diener, Christof, Dipl.-Ing. Plasmabehandlungsvorrichtung

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1145688A (zh) * 1994-04-18 1997-03-19 李伟成 矩阵显示的方法和装置
CN1132894A (zh) * 1994-12-02 1996-10-09 索尼株式会社 能抑制等离子体显示槽的冲击电流的等离子体驱动电路
US6414655B1 (en) * 1998-06-22 2002-07-02 Sharp Kabushiki Kaisha Plasma address display apparatus and constant-current control apparatus
US20070176562A1 (en) * 2004-03-31 2007-08-02 Hirofumi Takikawa And Daiken Chemical Power supply circuit for plasma generation, plasma generating apparatus, plasma processing apparatus and plasma processed object
DE102007024090A1 (de) * 2007-05-22 2008-11-27 Diener, Christof, Dipl.-Ing. Plasmabehandlungsvorrichtung

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
TIAN GAN, YUN WU, ZHENGZHONG SUN, DI JIN, HUIMIN SONG, MIN JIA: "Shock wave boundary layer interaction controlled by surface arc plasma actuators", 《PHYSICS OF FLUIDS》 *
ZHANG ZB, WU Y, JIA M, SONG HM, SUN ZZ, ZONG HH, LI YH: "The multichannel discharge plasma synthetic jet actuator", 《SENSORS AND ACTUATORS A-PHYSICAL》 *

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