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面向等离子体高能合成射流应用的重频脉冲源研制
  • ISSN号:1003-6520
  • 期刊名称:《高电压技术》
  • 时间:0
  • 分类:TM[电气工程]
  • 作者机构:[1]中国科学院电工研究所,北京100190, [2]中国科学院大学,北京100039, [3]国防科学技术大学航天科学与工程学院,长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金(51577177)
中文摘要:

等离子体合成射流是高速流场控制的一种重要手段,而高重频、大能量的等离子体合成射流可以产生更好的流动控制效果。为此研制了一台可实现高重频等离子体高能合成射流的脉冲电源,输出参数为:电压幅值0~10k V,重复频率0~1 000 Hz可调,脉宽15μs,放电电流峰值320 A,放电能量超过150 m J。首先,对脉冲源的拓扑结构进行了设计,对其工作原理进行了说明。其次研究了放电电容对于输出波形的影响,并在高重频条件下进行了放电特性和能量特性分析。最后,利用纹影系统观察了射流流场的发展过程。实验结果表明:高重频条件下输出电压稳定性良好;随着放电电容的增大,放电持续时间延长,放电电流增大,放电能量增加;此外,纹影系统观测表明合成射流速度可达150 m/s。该电源可应用于流动控制领域。

英文摘要:

Plasma synthetic jet(PSJ) is an important tool for high-speed flow control, and a high repetition rate, high energy PSJ can produce a better control effect. Consequently, we develop a high-frequency and high-energy pulsed generator for PSJ actuator. The maximum voltage pulse is 10 k V with a pulse repetition rate of 1 000 Hz and a pulse width of 15 μs, and the generator can withstand a discharge current with an amplitude of 320 A, and the discharge energy is 150 m J. Firstly, the topology of the pulsed generator is designed, and the principle of pulsed generator is also demonstrated. Secondly, the effect of different capacitors on the output voltage is investigated. Moreover, the discharge characteristics and energy features are analyzed in a high-repetition rate mode. Finally, the development of the jet flow field is observed using a schlieren system. Experimental results show that the output voltage behaves stable at high frequency. All the discharge duration, current, and energy increase with the increase of the discharge capacitor. In addition, observation of the schlieren system shows the jet velocity reaches 150 m/s, which indicates this pulsed generator can be used in the field of flow control.

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期刊信息
  • 《高电压技术》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:国家电力公司
  • 主办单位:国网武汉高压研究院 中国电机工程学会
  • 主编:郭剑波
  • 地址:湖北省武汉市珞瑜路143号
  • 邮编:430074
  • 邮箱:hve@whvri.com
  • 电话:027-59835528
  • 国际标准刊号:ISSN:1003-6520
  • 国内统一刊号:ISSN:42-1239/TM
  • 邮发代号:38-24
  • 获奖情况:
  • 历届电力部优秀期刊,历届湖北省优秀期刊,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),波兰哥白尼索引,荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:35984