[发明专利]介质阻挡放电等离子体平板湍流减阻装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种介质阻挡放电等离子体平板湍流减阻装置。

背景技术

边界层控制是流体力学的一个重要研究领域。在湍流边界层中，准流向涡与大的壁面摩擦阻力息息相关。雷诺应力的产生与近壁面旋涡结构的动力学发展紧密相连。阻力变化正是由于作用在流体上的彻体力引起的涡结构和质量传输综合作用的结果。传统边界层控制技术，如吹吸气法需要发动机引气，会降低飞行器性能，壁面冷却法在飞行中更难以实现，不适用于实际飞行器工程应用。因此，新型等离子体主动流动控制技术应用于边界层得到了发展。

等离子体激励器是一种主动控制装置，它能够有效地利用类似吹气或者吸气的方式向流体中输入动量但不输入质量。利用等离子激励器所产生的流向涡来控制平板湍流边界层，实现壁面摩擦减阻。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种结构简单新颖，能增强流动控制效果，工作条件简单，制造成本低廉的介质阻挡放电等离子体平板湍流减阻装置。

本发明的技术解决方案是，所提供的介质阻挡放电等离子体平板湍流减阻装置，包括上下两层电极和设置于上下两电极中间的绝缘介质层。所述的上下两层电极分别连接高压高频电源，两电极相对于绝缘介质层非对称设置，二者前后错开；通电后该装置表面空气受到电离，带电粒子在电场力作用下沿电场定向运动，同时与中性空气气体分子碰撞，从而诱导绝缘介质层表面的气流发生由一电极向另一电极的定向运动，形成连续射流。

上述技术方案中，所述的上下两层电极相对绝缘介质层采用不对称而是前后相对错开；在不同电压下，可以提供不同射流速度。

所述的绝缘介质层可以采用电路板基板材料(即高分子合成树脂和增强材料组成的绝缘层板)。

工作机理：上下两层电极通高压高频电源使该激励器表面空气受到电离，带电粒子在电场力作用下沿电场定向运动，同时与中性空气气体分子碰撞，从而诱导这一区域的气流发生定向运动形成连续射流。

相对于现有技术，本发明的有益效果是：该SDBD等离子体激励器装置应用于光滑平板的边界层控制上，能够有效地利用类似吹气或者吸气的方式向流体中输入动量但不输入质量，起到增强边界层稳定性，推迟平板边界层转捩。其特点在于，能在几乎不影响主流速度的情况下，降低边界层内速度脉动，抑制扰动波放大，加强控制效果。此外，本发明提供的激励器结构简单新颖，工作条件简单，制造成本低廉，易于批量生产。

附图说明

图1是本发明介质阻挡放电等离子体平板湍流减阻装置的一个具体实施的结构示意图。

图中：201.裸露电极，202.绝缘介质层，203.覆盖电极，204.空气动力学表面。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明做进一步详细说明，以下实施例是对本发明的解释而本发明并不局限于以下实施例。

如图1所示，一种介质阻挡放电等离子体平板湍流减阻装置包括裸露电极201，绝缘介质层202，覆盖电极203。外形上，裸露电极201与覆盖电极203为形状相同的长方形，绝缘介质层202为长方形。裸露电极201与覆盖电极203分别处于绝缘介质层202的两个表面，且前后错开。

本实例中裸露电极201与覆盖电极203电极流向长度均为2.65mm，绝缘介质层尺寸为L×W×H＝300×20×1.5mm。

将该装置设置于空气动力学表面，连接电源，裸露电极201与覆盖电极203之间形成强大的电场使空气电离，带电粒子在电场力作用下沿电场定向运动，同时与中性空气气体分子碰撞，从而诱导这一区域的气流发生定向运动形成连续射流。

利用该SDBD等离子体激励器装置应用于光滑平板的边界层控制上，能够有效地利用类似吹气或者吸气的方式向流体中输入动量但不输入质量，起到增强边界层稳定性，推迟平板边界层转捩。其特点在于，能在几乎不影响主流速度的情况下，降低边界层内速度脉动，抑制扰动波放大，加强控制效果。此外，本实施例提供的激励器结构简单新颖，工作条件简单，制造成本低廉，易于批量生产。

本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，只要不偏离本发明的结构或者超越本权利要求书所定义的范围，均应属于本发明的保护范围。