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等离子体合成射流能量效率及工作特性研究
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O53[理学—等离子体物理;理学—物理]
  • 作者机构:[1]国防科技大学,高超声速冲压发动机技术重点实验室,长沙410073
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:11002161); 全国优秀博士论文作者专项基金(批准号:201058); 高等学校博士学科点专项科研基金(批准号:20104307110007)~~
中文摘要:

基于等离子体激励器工作过程中气体放电的焦耳加热作用,并结合局部热力学平衡等离子体物理假设,开展了等离子体合成射流三维唯象数值研究,获得了完整工作周期内等离子体合成射流流场发展演变过程.研究结果表明,单次能量沉积建立的自维持周期性射流中存在有实现激励器腔体"充分"回填的最大脉冲工作频率——饱和频率.大的能量沉积、小的激励器出口直径和相同腔体体积下大的径高比都可以产生速度更高的射流,而射流速度的提高会伴随有饱和频率的降低.一个饱和周期内,最多约有16%的初始腔内气体喷出,吸气复原仅能实现初始腔体质量90%左右的回填.一个大气压条件下,容性电源供能的等离子体合成射流激励器电能向气体热能和射流动能的转化效率分别约为5%和1.6%.

英文摘要:

Based on the Joule heating effect of gas discharge in the working process of the plasma actuator, the plasma synthetic jet is simulated with a three-dimensional phenomenological model, under the assumption of local thermodynamic equilibrium plasma.The flow field evolution process of the plasma synthetic jet during a whole cycle is obtained. The results show that in the self-sustained periodical jet built by a single energy deposition, there is a maxium pulse frequency--saturated frequency which could relaize that the cavity is recovered sufficiently. Large energy deposition, small exit orifice diameter and high diameter-height ratio with the same cavity volume could induce higher speed jet, and the increase of the jet speed occurs concurrently with the decrease of the saturated frequency. During a saturated cycle, up to 16% of the mass in the cacity is expelled, but the recovery can only achieve about 90% of the initial mass in the cavity. Plasma synthetic jet actuator is supplied by a capacitive power supply at atmospheric pressure, the fractions of power that go into gas heating and jet kinetic energy are 5% and 1.6% respectively.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,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:49876