[實用新型]一種介質阻擋放電等離子體平板湍流減阻裝置

有效

• 申請號: 201721148903.X
• 申請日: 2017-09-08
• 公開（公告）號: CN207251994U
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 鄭耀;鄒建鋒;葉志賢;樓韞聞;童小康;閭曾怡;俞天緯;陳燁斯;張永興
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司33200
• 代理人: 萬尾甜,韓介梅

技術領域

本實用新型涉及一種介質阻擋放電等離子體平板湍流減阻裝置。

背景技術

邊界層控制是流體力學的一個重要研究領域。在湍流邊界層中，準流向渦與大的壁面摩擦阻力息息相關。雷諾應力的產生與近壁面旋渦結構的動力學發展緊密相連。阻力變化正是由于作用在流體上的徹體力引起的渦結構和質量傳輸綜合作用的結果。傳統邊界層控制技術，如吹吸氣法需要發動機引氣，會降低飛行器性能，壁面冷卻法在飛行中更難以實現，不適用于實際飛行器工程應用。因此，新型等離子體主動流動控制技術應用于邊界層得到了發展。

等離子體激勵器是一種主動控制裝置，它能夠有效地利用類似吹氣或者吸氣的方式向流體中輸入動量但不輸入質量。利用等離子激勵器所產生的流向渦來控制平板湍流邊界層，實現壁面摩擦減阻。

實用新型內容

為解決上述問題，本實用新型提供一種結構簡單新穎，能增強流動控制效果，工作條件簡單，制造成本低廉的介質阻擋放電等離子體平板湍流減阻裝置。

本實用新型的技術解決方案是，所提供的介質阻擋放電等離子體平板湍流減阻裝置，包括上下兩層電極和設置于上下兩電極中間的絕緣介質層。所述的上下兩層電極分別連接高壓高頻電源，兩電極相對于絕緣介質層非對稱設置，二者前后錯開；通電后該裝置表面空氣受到電離，帶電粒子在電場力作用下沿電場定向運動，同時與中性空氣氣體分子碰撞，從而誘導絕緣介質層表面的氣流發生由一電極向另一電極的定向運動，形成連續射流。

上述技術方案中，所述的上下兩層電極相對絕緣介質層采用不對稱而是前后相對錯開；在不同電壓下，可以提供不同射流速度。

所述的絕緣介質層可以采用電路板基板材料(即高分子合成樹脂和增強材料組成的絕緣層板)。

工作機理：上下兩層電極通高壓高頻電源使該激勵器表面空氣受到電離，帶電粒子在電場力作用下沿電場定向運動，同時與中性空氣氣體分子碰撞，從而誘導這一區域的氣流發生定向運動形成連續射流。

相對于現有技術，本實用新型的有益效果是：該SDBD等離子體激勵器裝置應用于光滑平板的邊界層控制上，能夠有效地利用類似吹氣或者吸氣的方式向流體中輸入動量但不輸入質量，起到增強邊界層穩定性，推遲平板邊界層轉捩。其特點在于，能在幾乎不影響主流速度的情況下，降低邊界層內速度脈動，抑制擾動波放大，加強控制效果。此外，本實用新型提供的激勵器結構簡單新穎，工作條件簡單，制造成本低廉，易于批量生產。

附圖說明

圖1是本實用新型介質阻擋放電等離子體平板湍流減阻裝置的一個具體實施的結構示意圖。

圖中：201.裸露電極，202.絕緣介質層，203.覆蓋電極，204.空氣動力學表面。

具體實施方式

下面結合實施例對本實用新型做進一步詳細說明，以下實施例是對本實用新型的解釋而本實用新型并不局限于以下實施例。

如圖1所示，一種介質阻擋放電等離子體平板湍流減阻裝置包括裸露電極201，絕緣介質層202，覆蓋電極203。外形上，裸露電極201與覆蓋電極203為形狀相同的長方形，絕緣介質層202為長方形。裸露電極201與覆蓋電極203分別處于絕緣介質層202的兩個表面，且前后錯開。

本實例中裸露電極201與覆蓋電極203電極流向長度均為2.65mm，絕緣介質層尺寸為L×W×H＝300×20×1.5mm。

將該裝置設置于空氣動力學表面，連接電源，裸露電極201與覆蓋電極203之間形成強大的電場使空氣電離，帶電粒子在電場力作用下沿電場定向運動，同時與中性空氣氣體分子碰撞，從而誘導這一區域的氣流發生定向運動形成連續射流。

利用該SDBD等離子體激勵器裝置應用于光滑平板的邊界層控制上，能夠有效地利用類似吹氣或者吸氣的方式向流體中輸入動量但不輸入質量，起到增強邊界層穩定性，推遲平板邊界層轉捩。其特點在于，能在幾乎不影響主流速度的情況下，降低邊界層內速度脈動，抑制擾動波放大，加強控制效果。此外，本實施例提供的激勵器結構簡單新穎，工作條件簡單，制造成本低廉，易于批量生產。

本實用新型所屬技術領域的技術人員可以對所描述的具體實施例做各種各樣的修改或補充或采用類似的方式替代，只要不偏離本實用新型的結構或者超越本權利要求書所定義的范圍，均應屬于本實用新型的保護范圍。