[發明專利]一種沿面介質阻擋放電等離子體流動控制性能優化的裝置

在審

• 申請號: 202011326772.6
• 申請日: 2020-11-23
• 公開（公告）號: CN112689371A
• 公開（公告）日: 2021-04-20
• 發明（設計）人: 李婷;閆慧杰;俞思琦
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: H05H1/24
• 分類號: H05H1/24
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 戴風友

本發明屬于大氣壓低溫等離子體應用技術領域，涉及一種大氣壓沿面介質阻擋放電等離子體流動控制性能優化的裝置及使用方法。所述的裝置包括上電極、介質板、下電極、交流高壓電源，所述的上、下電極采用方形鋁箔電極，電極的寬度、長度可根據需求自行設計，介質板為微孔絕緣介質板，本發明中采用的是微孔氧化鋁陶瓷介質板；上、下電極分別不對稱粘在微孔氧化鋁陶瓷介質板的上表面和下表面，且下電極被絕緣膠帶覆蓋；上電極作為高壓電極，連接外界交流電源的高壓端；下電極作為接地電極，與地線連接；所述的微孔氧化鋁陶瓷介質板設有不少于一排水平微孔帶。本發明能獲得大擾動速度、強推力、高性能的等離子體流動控制能力。

技術領域

本發明屬于大氣壓低溫等離子體應用技術領域，涉及一種大氣壓沿面介質阻擋放電等離子體流動控制性能優化的裝置及使用方法。

背景技術

物體在流動的過程中會受到阻力的作用，從而運動受阻，產生噪音、振動，更為嚴重時會導致物體的失穩、變形，這一問題在航空航天領域中極為突出。為了保證飛行器的穩定工作，對其實施一定的流動控制變得重要。

大氣壓沿面介質阻擋放電等離子體主動流動控制技術由于其具有沒有運動部件，不改變既有的氣動外形，重量輕，結構簡單易安裝，反應速度快激勵頻帶寬，激勵參數便于實時調控，能耗低等優點而備受關注。等離子體中的帶電粒子在電場的作用下加速運動并與中性氣體分子發生碰撞，傳遞動量，產生電流體動力，誘導氣流發生定向移動，產生離子風，便具有了流動控制的能力。目前針對亞聲速的流動控制的最低目標是實現對流速100m/s的氣流控制，因為100m/s可以達到飛行器的起降速度，所以就有了實際的應用價值。但現在沿面介質阻擋放電等離子體產生的最大誘導氣流速度才10.5m/s，對于實際應用還遠遠不夠，所以等離子體流動控制的性能還需更進一步的提升。

發明內容

針對現有技術提升等離子體流動控制性能的局限，本發明提供一種大氣壓沿面介質阻擋放電等離子體流動控制性能優化的裝置及使用方法。本發明采用微孔介質阻擋沿面放電結構，與傳統介質板沿面放電相比能夠產生大速度的擾動氣流，在流動控制性能方面發揮著一定的優勢。

本發明的技術方案為：

一種沿面介質阻擋放電等離子體流動控制性能優化的裝置，該裝置能夠加強放電，與傳統介質板沿面放電相比能夠產生大速度的擾動氣流，包括上電極、介質板、下電極、交流高壓電源，所述的上、下電極采用方形鋁箔電極，電極的寬度、長度可根據需求自行設計，介質板為微孔絕緣介質板，本發明中采用的是微孔氧化鋁陶瓷介質板；上、下電極分別不對稱粘在微孔氧化鋁陶瓷介質板的上表面和下表面，且下電極被絕緣膠帶覆蓋；上電極作為高壓電極，連接外界交流電源的高壓端；下電極作為接地電極，與地線連接；所述的微孔氧化鋁陶瓷介質板設有不少于一排水平微孔帶。電極結構也可細絲狀的，鋸齒狀的電極。

所述的微孔帶與上電極平行。

所述上電極與水平微孔帶以及下電極的間距均可調節。

所述微孔帶長度不小于上、下電極的有效長度。

所述微孔帶中的彼此相鄰的微孔孔心距相等。

所述微孔帶中微孔數不易過少，1mm長度內不少于1個微孔。

所述的鋁箔電極為方形且四個頂角為弧形，以防止產生尖端放電。

所述的方形鋁箔電極的寬度可根據需求調節。

所述的交流電源頻率可根據放電要求選取，電壓幅值可根據上下電極間距以及介質板厚度確定，所述的電源頻率為5kHz，電壓峰峰值選取范圍為13kV～21kV。

采用上述的裝置得到大擾動速度、強推力、高性能的等離子體流動控制的方法，包括以下步驟：

第一步，設計電極與微孔帶的位置；

第二步，連接電路：上電極連接交流電源的高壓端，下電極接地；