Поливанов П.А. Вишняков О.И.
Эффективность генерации ионного ветра контрагированным диэлектрическим барьерным разрядом.
Reporter: Поливанов П.А.
Одним из способов активного управления течения является использование электрических разрядов. Сильными стороной электрогазодинамического управления является простора конструкции разрядников и возможность их интеграции в поверхность, а так же “безинерционность” разряда, что позволяет вводить периодические возмущения высокой частоты. Более того, электрогазодинамические методы воздействия на поток позволяют напрямую трансформировать электрическую энергию в кинетическую энергию потока. Среди методов плазменного управления течения диэлектрический барьерный разряд (ДБР) рассматривается как наиболее перспективный для практического применения. На настоящий момент эффективное управление потоком с помощью ДБР возможно только на умеренных скоростях. Для улучшения эффективности влияния ДБР на поток и расширения его применимости требуется увеличение скорости ионного ветра. В данной работе исследуется возможность увеличения величины ионного ветра за счет использования контрагированного диэлектрического барьерного разряда (КДБР). Его отличие от классического ДБР разряда заключается в добавлении дополнительных металлических островков, которые позволяют увеличить величину активной компоненты тока ДБР.
Эксперимент проводился при отсутствии набегающего потока при атмосферном давлении и комнатной температуре 295 К. Экспериментальная модель изготавливалась из текстолитовой пластины толщиной 1.5 мм. Пара основных медных электродов располагалась на двух противоположных сторонах пластины. Внутренний электрод был заземлен и изолировался от воздуха слоем эпоксидной смолы. Было исследовано 7 конфигураций разрядников. Пример одного используемых вариантов демонстрируется на Рис. 1.
Ток и напряжение на электродах измерялись цифровым осциллографом RIGOL DS1102E, через токовый пробник Tektronix P6021 и высоковольтный пробник напряжения Tektronix P6015A. Эксперименты проводились при синусоидальной форме переменного напряжения при фиксированной частоте и напряжении. Измерения скорости осуществлялись PIV комплексом. Восстановление поля скорости по изображениям трассеров производилось с использованием кросскорреляционных адаптивных алгоритмов с непрерывным смещением окна, однократным делением сетки. Случайная ошибка измерений мгновенных векторов скорости в данных экспериментах не превышала 1-2%.
На рисунке 2 демонстрируются результаты экспериментов. Варианты 2-4 и 6-7 соответствуют КДБР. Варианты 1 и 5 соответствуют ДБР с нулевым и ненулевым разнесением электродов соответственно. Хорошо видно, что использование КДБР позволяет несколько увеличить величину ионного ветра по сравнению с ДБР. Но существенный рост тока в разряде для варианта КДБР приводит к падению эффективности генерации ионного ветра по сравнению с классическим ДБР.
To reports list