[发明专利]一种利用NS-DBD调控超音速压气机叶表边界层的装置与方法

权利要求书

1.一种利用NS-DBD调控超音速压气机叶表边界层的装置，其特征在于，包括栅板(1-1)、叶片(1-2)、介质阻挡放电激励器(1-3)、高压纳秒脉冲电源(1-4)，介质阻挡放电激励器(1-3)以下简称“激励器(1-3)”，其中

栅板(1-1)为四边倒圆角的的长方形绝缘板，表面开有与叶型对应的榫槽，榫槽用于安装叶片，保证叶片的安装角与栅距，安装角与栅距由叶片型号决定；栅板与叶片装配后装入叶栅风洞实验台，用以模拟压气机内部流动；叶片数量由叶栅试验台决定，叶片数量为五片以上，以确保叶栅试验流场的周期性；栅板中部分榫槽未贯穿栅板(1-1)，防止叶片与栅板装配产生的间隙导致风洞漏气；另一部分榫槽贯穿栅板(1-1)，方便激励器(1-3)的导线从栅板背面引出；

叶片(1-2)为超音速压气机层流叶型，固定于栅板(1-1)的榫槽中；叶片两侧加工有榫头，用以与栅板的装配；叶片(1-2)采用金属材料加工制成；为叶片加工方便以及保证其强度，将叶片(1-2)的靠近栅板(1-1)的两侧左右两端去掉一部分，使叶片(1-2)形成榫头结构，便于插入榫槽固定，贯穿栅板(1-1)的叶片(1-2)的榫头长于栅板厚度，装配后从栅板背面突出，便于导线的引出；在叶片表面开槽，开槽时以一定深度沿着叶片吸力面法向开槽，开槽深度与激励器(1-3)厚度相同，保证安装激励器(1-3)后叶片弧度不变，并且使叶片表面顺滑；

激励器(1-3)贴附于叶片(1-2)的吸力面的凹槽；激励器(1-3)包括负电极(2-1)、正电极(2-2)、阻挡介质(2-3)，均为沿叶片吸力面展向延伸的长条状薄片；负电极厚度为δ₁，宽度为d₁；正电极厚度为δ₂，宽度为d₂；激励器(1-3)距叶片前缘距离为b₁；激励器(1-3)由下到上分别为第一阻挡介质(2-3)、负电极(2-1)、第二阻挡介质(2-3)、正电极(2-2)；负电极(2-1)左边缘与正电极(2-2)右边缘相切；负电极(2-1)左边缘、正电极(2-2)右边缘分别与阻挡介质(2-3)的左、右边缘保持一定距离；

激励器(1-3)高压输出端接激励器(1-3)的正电极(2-2)，低压端接激励器(1-3)的负电极(2-1)。

2.如权利要求1所述的利用NS-DBD调控超音速压气机叶表边界层的装置，其特征在于，叶片数量为6片；榫槽由上至下依次编号为①、②、③、④、⑤、⑥，其中①、②、③、⑤、⑥号榫槽安装未贴附激励器的叶片，④号榫槽安装贴附激励器的叶片。

3.如权利要求1所述的利用NS-DBD调控超音速压气机叶表边界层的装置，其特征在于，负电极(2-1)厚度δ₁为0.01～0.2mm，宽度d₁为2～15mm，长度与包括榫头结构后的叶片长度相当；正电极(2-2)厚度δ₂为0.01～0.2mm，宽度d₂为2～15mm，长度与包括榫头结构后的叶片长度相当；阻挡介质(2-3)距叶片前缘距离b₁为5～30mm，厚度为0.02～0.2mm，宽度为10～50mm，长度与包括榫头结构后的叶片长度相当；正电极(2-2)左边缘距阻挡介质左边缘距离大于10mm。

4.如权利要求3所述的利用NS-DBD调控超音速压气机叶表边界层的装置，其特征在于，负电极(2-1)厚度δ₁为0.05mm，宽度为10mm；正电极(2-2)厚度δ₂为0.05mm，宽度d₂为5mm；阻挡介质(2-3)距叶片前缘距离b₁为10mm，厚度为0.06mm，宽度为30mm，阻挡介质材料为聚酰亚胺；正、负电极材料选用铜箔；正电极(2-2)左边缘距阻挡介质左边缘距离为15mm。

5.如权利要求2所述的利用NS-DBD调控超音速压气机叶表边界层的装置，其特征在于，安装激励器的叶片(1-2)榫头长度为25mm；未安装激励器的叶片榫头长度为10mm；栅板(1-1)采用亚克力有机玻璃加工制成；叶片(1-2)采用304不锈钢加工制成。