等离子体激励器调控圆锥前体涡流特性与机理研究

本文研究了圆锥前体涡的等离子体控制特性及其机理，由刘锋、罗时钧和高超两位学者合作完成，发表于中国科技论文在线。研究中，他们选择在半顶角为10°的圆锥前体尖端处安装一对等离子体激励器，这是一种新型的主动流动控制技术。他们利用占空循环控制技术，实现了对圆锥前体产生的力和力矩的近似比例调控，这在大迎角空气动力学领域具有重要意义。 实验是在一个3.0m×1.6m的低速低湍流度风洞中进行的，迎角设定为45°，雷诺数基于圆锥段底面直径约为5×10^4。研究者们采用静态和动态压力测量技术，对不同截面的轴向压力分布进行了详尽分析，以理解圆锥前体涡流场的特性。此外，还采用了二维粒子图像测速技术，深入研究了流场旋涡结构的变化情况。 当等离子体激励器关闭时，观察到圆锥前体涡流场呈现出非对称状态。而当左右舷的等离子体激励器同时工作时，涡流场表现出明显的双稳态行为。在占空循环控制下，实验结果显示涡流场表现出一定的周期性，即在两个稳态之间平滑地转换，但相比于原始的双稳态，这种变化幅度较小。 关键词包括“细长体”、“非对称分离涡”、“大迎角空气动力学”、“等离子体”、“主动流动控制”以及“粒子图像测速”，这些都揭示了研究的核心内容和主要技术手段。这项工作不仅提供了对复杂气动现象的新见解，也为未来在航空航天等领域中优化飞行器性能，减少阻力和提高稳定性提供了新的控制策略。通过细致的实验研究和理论分析，本文为理解和改进大迎角飞行器的气动性能奠定了坚实的基础。