纳秒脉冲等离子体激励器用于圆柱高速流动控制的数值模拟

摘要

利用数值模拟,研究了纳秒脉冲介质阻挡放电(NanosecondSurface Dielectric Barrier Discharge,NS-DBD)等离子体激励器在圆柱高速流动控制中的应用.首先,研究了单电极NS-DBD等离子体激励器在静止空气中放电后的流场特性.研究表明在介质阻挡放电形成的等离子体区域,有局部能量快速注入,放电结束5us后在上极板后端点位置形成一个局部温度高达900K的热点,由此引发很强的压力扰动,形成以上极板后端点位置为中心,扩散速度约为音速的半圆形压缩波.在此基础上,研究了NS-DBD等离子体激励器布置在直径为6mm的圆柱上,在来流M=4.6时,对圆柱脱体激波的控制作用.研究表明介质阻挡放电形成的半圆形压缩波对于脱体激波有很强的干扰作用,激波距离增加了12％,激波强度也有相应的减弱,导致阻力减少了9％.