[發明專利]基于等離子體激勵裝置實現的減少表面阻力的方法

有效

• 申請號: 201310227251.9
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103287575A
• 公開（公告）日: 2013-09-11
• 發明（設計）人: 李偉鵬
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: B64C23/00
• 分類號: B64C23/00;B62D37/02;B61D17/00
• 代理公司: 上海交達專利事務所 31201
• 代理人: 王毓理;王錫麟

1.一種基于等離子體激勵裝置實現的減少表面阻力的方法，其特征在于，通過布置于目標平面的電極陣列、電源和用于調節電源參數的控制器，通過控制器的不同工作狀態，使得固體表面湍流邊界層的內層產生周期可控的誘導流體，實現干擾湍流邊界層內層的猝發過程與下掃過程，抑制湍流邊界層內層的擬序機構與低速條帶的產生與傳播，達到減小固體表面湍流摩擦阻力的效果；

所述的電極陣列包括：設置于目標平面表面的若干平行排列的裸露電極、設置于目標平面內部的內埋電極和設置于裸露電極、內埋電極之間的絕緣介質，其中：裸露電極和內埋電極的中心線平行于湍流的來流方向。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的內埋電極的結構包括：寬度包含了全部裸露電極寬度的整體式結構以產生同步且無相位差的誘導流體、分離為若干單元且分別設置于各個裸露電極一側的單側分離式結構、或者分別設置于各個裸露電極兩側的雙側分離式結構，其中：單側分離式結構中，各個內埋電極單元與各個裸露電極為交錯分布，兩者電極各自寬邊的位置相對應以產生異步異相的誘導流體；雙側分離式結構中，一個裸露電極分別對應兩個內埋電極單元，該裸露電極的兩側寬邊分別對應一個內埋電極單元的寬邊，此時產生同步無相位差或者異步異相的誘導流體。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的裸露電極的拓撲結構為：直線平行結構、鋸齒結構或者曲線結構。

4.根據權利要求1或2或3所述的方法，其特征是，所述的各個裸露電極的寬度小于目標平面上形成的湍流邊界層厚度的10%；各個裸露電極之間的間距大于粘性底層參數y⁺=10且小于湍流邊界層厚度的10%。

5.根據權利要求3所述的方法，其特征是，所述的鋸齒結構的裸露電極的鋸齒角度θ小于30°；曲線結構的裸露電極的曲線弧度α小于60°。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征是，所述的控制器的不同工作狀態是指：控制器輸出不同峰值、頻率、工作占空比、相位差以及波形。

7.根據權利要求1或6所述的方法，其特征是，所述的控制器的不同工作狀態具體為：控制器控制電信號作用在電極上的占空比和相位差，使電極陣列產生同步且無相位差模態、異步異相模態和混合模態并直至等離子控制器達到穩態。

8.根據權利要求7所述的方法，其特征是，所述的同步且無相位差模態是指：控制器產生對向誘導流動，在電極陣列中心線附近產生較強的垂直于壁面的法向向外流動。

9.根據權利要求7所述的方法，其特征是，所述的異步異相模態是指：在保證各電極陣列均能穩定放電產生等離子體誘導流動的前提下，通過控制器的輸出信號，控制相鄰電極間的工作占空比和相位差。

10.根據權利要求7所述的方法，其特征是，所述的混合模態是指：控制電信號的相位差，控制器間歇性地處于同步且無相位差模態和異步異相模態。