本發(fā)明專利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，所述渦流發(fā)生器由一個(gè)絕緣隔熱腔體4構(gòu)成，并且在通過在絕緣隔熱腔體4的頂部和底部鋪設(shè)不同的電極從而構(gòu)成激勵(lì)器，絕緣隔熱腔體4底部的電極產(chǎn)生向上的射流，射流經(jīng)過絕緣隔熱腔體4頂部的射流出口1時(shí)，位于絕緣隔熱腔體4頂部的電極二次加速；本發(fā)明專利技術(shù)所設(shè)計(jì)的介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器能夠在控制飛行器附面層流動(dòng)的同時(shí)，不產(chǎn)生額外的阻力，不影響飛行器的性能，同時(shí)不需要額外的氣源，不增加飛行器的重量。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及一種流動(dòng)控制裝置，屬于流體控制
，適用于航空、船舶交通、冶金及化工領(lǐng)域。
技術(shù)介紹
渦流發(fā)生器自1947年首次被提出以來，到目前已廣泛應(yīng)用于航空、流體機(jī)械、冶金化工、汽車船舶等領(lǐng)域。渦流發(fā)生器實(shí)際上是以某一安裝角垂直地安裝在機(jī)體表面上的小展弦比小機(jī)翼，所以它在迎面氣流中和常規(guī)機(jī)翼一樣能產(chǎn)生翼尖潤，由于其展弦比較小，翼尖渦的強(qiáng)度相對(duì)較強(qiáng)，這種高能量的翼尖渦與其下游的低能量邊界層流動(dòng)混合后，就把能量傳遞給邊界層，使處于逆壓梯度中的邊界層流場獲得附加能量后能夠繼續(xù)貼附在機(jī)體表面而不致分離。目前，常用的渦流發(fā)生器分為被動(dòng)型和主動(dòng)型。被動(dòng)型中應(yīng)用最廣泛的是固體式的渦流發(fā)生器，此類渦流發(fā)生器安裝在特定位置針對(duì)特定情況下可以很好的延緩附面層的分離，起到增升減阻作用，但當(dāng)不存在流動(dòng)分離的情況下被動(dòng)式渦流發(fā)生器會(huì)增加額外的形阻，也可能會(huì)照成其他物質(zhì)附著，如灰塵堆積，更容易積冰，明顯的降低了飛行器的固有性能。主動(dòng)式潤流發(fā)生器是通常指潤流射管(vortex generator jet),在易產(chǎn)生流動(dòng)分離區(qū)域前方一定距離處，安裝特定管徑、特定偏航角度(與主流方向間夾角)、特定俯仰角度、特定射流速度(與主流速度比值)的射管，根據(jù)運(yùn)行情況，可以調(diào)節(jié)渦流射管射流速度，達(dá)到合理利用渦流發(fā)生器控制流動(dòng)分離的目的。與固體渦流發(fā)生器相比渦流噴管具有實(shí)現(xiàn)主動(dòng)流動(dòng)控制的潛力?？梢噪S著流動(dòng)狀態(tài)的變化適時(shí)地加以調(diào)整，是一種非常靈活的控制策略，通過調(diào)節(jié)閥門控制誘發(fā)渦的強(qiáng)度，在適當(dāng)?shù)牧鲃?dòng)條件下，當(dāng)分離失速控制不需要實(shí)施時(shí)只要關(guān)閉噴射管就可以了。采用渦流噴管不會(huì)象固體渦流發(fā)生器那樣產(chǎn)生阻力損失。但通常渦流射管需要提供氣源，無疑增加了飛行器或者航空器的重量，減小了飛行器的有效載荷。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠在控制飛行器附面層流動(dòng)的同時(shí)，不產(chǎn)生額外的阻力，不影響飛行器的性能，同時(shí)不需要額外的氣源，不增加飛行器的重量的介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器。本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:本專利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，所述渦流發(fā)生器由一個(gè)絕緣隔熱腔體4構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體4的底部正中位置具有一個(gè)圓形開口，頂部正中位置具有一個(gè)射流出口 1，所述絕緣隔熱腔體4的頂部上表面鋪設(shè)有兩根條狀覆蓋電極2和兩根條狀裸露電極3，所述條狀覆蓋電極以射流出口 I為中心平行設(shè)置在射流出口的兩側(cè)，所述兩根條狀裸露電極3以射流出口 I為中心分別對(duì)稱設(shè)置在射流出口 I的兩側(cè)，且該兩根條狀裸露電極3位于兩根條狀覆蓋電極2的外側(cè)；所述絕緣隔熱腔體4的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極6，且所述圓盤狀覆蓋電極6與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體4的底部上表面設(shè)置有圓環(huán)狀裸露電極5，所述圓環(huán)狀裸露電極5和圓盤狀覆蓋電極6圓心重合。本專利技術(shù)還設(shè)計(jì)了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，所述渦流發(fā)生器由一個(gè)絕緣隔熱腔體4構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體4的底部正中位置具有一個(gè)圓形開口，頂部正中位置具有一個(gè)射流出口 1，所述絕緣隔熱腔體4的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極6，且所述圓盤狀覆蓋電極6與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體4的底部上表面設(shè)置有第一圓環(huán)狀裸露電極，所述第一圓環(huán)狀裸露電極和圓盤狀覆蓋電極6圓心重合，所述絕緣隔熱腔體的頂部上表面鋪設(shè)有第二圓環(huán)狀裸露電極，所述第二圓環(huán)狀裸露電極的圓心與射流出口 I重合，所述第二圓環(huán)狀裸露電極的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有圓環(huán)狀覆蓋電極7，所述第二圓環(huán)狀裸露電極和圓環(huán)狀覆蓋電極7圓心重合，且第二圓環(huán)狀裸露電極的內(nèi)徑大于圓環(huán)狀覆蓋電極7的外徑。本專利技術(shù)與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下優(yōu)點(diǎn):1.本專利技術(shù)采用立體的等離子體渦流發(fā)生器比二維的等離子體產(chǎn)生更高效率的射流，從而對(duì)流場的控制效果也更強(qiáng)；2.本專利技術(shù)能夠在控制飛行器附面層的同時(shí)，不產(chǎn)生額外的阻力，也不影響飛行器的性能，而且也不需要額外的氣源，不增加飛行器的重量；3.本專利技術(shù)采用等離子體渦流發(fā)生器，能夠在合適的位置，合適的時(shí)間，實(shí)現(xiàn)對(duì)附面層的主動(dòng)控制。附圖說明圖1為本專利技術(shù)所設(shè)計(jì)的介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器性能參數(shù)；圖2a為H型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的頂部俯視圖；圖2b為H型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的側(cè)視圖；圖2c為H型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的底部仰視圖；圖3a為O型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的頂部俯視圖；圖3b為O型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的側(cè)視圖；圖3c為O型頂面O型底面介質(zhì)阻擋放電渦流發(fā)生器的底部仰視圖。1-射流出口，2-條狀覆蓋電極，3-條狀裸露電極，4-絕緣隔熱腔體，5-圓環(huán)狀裸露電極，6-圓盤狀覆蓋電極，7-圓環(huán)狀覆蓋電極。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本專利技術(shù)作進(jìn)一步的詳細(xì)說明:如圖2所示，本專利技術(shù)采用如下技術(shù)方案解決上述技術(shù)問題:本專利技術(shù)設(shè)計(jì)了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，所述渦流發(fā)生器由一個(gè)絕緣隔熱腔體4構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體4的底部正中位置具有一個(gè)圓形開口，頂部正中位置具有一個(gè)射流出口 1，所述絕緣隔熱腔體4的頂部上表面鋪設(shè)有兩根條狀覆蓋電極2和兩根條狀裸露電極3，所述條狀覆蓋電極以射流出口 I為中心平行設(shè)置在射流出口的兩側(cè)，所述兩根條狀裸露電極3以射流出口 I為中心分別對(duì)稱設(shè)置在射流出口 I的兩側(cè)，且該兩根條狀裸露電極3位于兩根條狀覆蓋電極2的外側(cè)；所述絕緣隔熱腔體4的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極6，且所述圓盤狀覆蓋電極6與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體4的底部上表面設(shè)置有圓環(huán)狀裸露電極5，所述圓環(huán)狀裸露電極5和圓盤狀覆蓋電極6圓心重合。如圖3所示，本專利技術(shù)還設(shè)計(jì)了一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，所述渦流發(fā)生器由一個(gè)絕緣隔熱腔體4構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體4的底部正中位置具有一個(gè)圓形開口，頂部正中位置具有一個(gè)射流出口 1，所述絕緣隔熱腔體4的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極6，且所述圓盤狀覆蓋電極6與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體4的底部上表面設(shè)置有第一圓環(huán)狀裸露電極5,所述第一圓環(huán)狀裸露電極5和圓盤狀覆蓋電極6圓心重合，所述絕緣隔熱腔體的頂部上表面鋪設(shè)有第二圓環(huán)狀裸露電極5，所述第二圓環(huán)狀裸露電極5的圓心與射流出口 I重合，所述第二圓環(huán)狀裸露電極5的內(nèi)側(cè)鋪設(shè)有圓環(huán)狀覆蓋電極7，所述第二圓環(huán)狀裸露電極5和圓環(huán)狀覆蓋電極7圓心重合，且第二圓環(huán)狀裸露電極5的內(nèi)徑大于圓環(huán)狀覆蓋電極7的外徑。本專利技術(shù)的工作原理為:絕緣隔熱腔體4底部的電極產(chǎn)生向上的射流，射流經(jīng)過絕緣隔熱腔體4頂部的射流出口 I時(shí)，位于絕緣隔熱腔體4頂部的電極二次加速。在具體的實(shí)施例中，在頂端圓環(huán)狀裸露電極2和底端針尖狀電極4之間施加高頻直流、交流、脈沖等高壓電，若激勵(lì)電壓是交流或者脈沖電壓，則激勵(lì)電壓相位是2π σ式中U為激勵(lì)電壓幅值，K是修正系數(shù)，P、ε為常數(shù)，L為腔體的高度。脈沖放電的周期可以從皮秒(Pm)到毫秒(ms)，電壓幅值大于2000伏；射流出口(I)與水平方向的角度α根據(jù)實(shí)際情況設(shè)定，一般在30° 90°之間；β角度也可根據(jù)需要可調(diào)，范圍在0° 90°之間。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，其特征在于，所述渦流發(fā)生器由一個(gè)絕緣隔熱腔體（4）構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體（4）的底部正中位置具有一個(gè)圓形開口，頂部正中位置具有一個(gè)射流出口（1），所述絕緣隔熱腔體（4）的頂部上表面鋪設(shè)有兩根條狀覆蓋電極（2）和兩根條狀裸露電極（3），所述條狀覆蓋電極以射流出口（1）為中心平行設(shè)置在射流出口的兩側(cè)，所述兩根條狀裸露電極（3）以射流出口（1）為中心分別對(duì)稱設(shè)置在射流出口（1）的兩側(cè)，且該兩根條狀裸露電極（3）位于兩根條狀覆蓋電極（2）的外側(cè)；所述絕緣隔熱腔體（4）的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極（6），且所述圓盤狀覆蓋電極（6）與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體（4）的底部上表面設(shè)置有圓環(huán)狀裸露電極（5），所述圓環(huán)狀裸露電極（5）和圓盤狀覆蓋電極（6）圓心重合。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種介質(zhì)阻擋放電等離子體渦流發(fā)生器，其特征在于，所述渦流發(fā)生器由一個(gè)絕緣隔熱腔體(4)構(gòu)成，所述絕緣隔熱腔體(4)的底部正中位置具有一個(gè)圓形開口，頂部正中位置具有一個(gè)射流出口(1)，所述絕緣隔熱腔體(4)的頂部上表面鋪設(shè)有兩根條狀覆蓋電極(2)和兩根條狀裸露電極(3)，所述條狀覆蓋電極以射流出口(I)為中心平行設(shè)置在射流出口的兩側(cè)，所述兩根條狀裸露電極(3)以射流出口( I)為中心分別對(duì)稱設(shè)置在射流出口( I)的兩側(cè)，且該兩根條狀裸露電極(3)位于兩根條狀覆蓋電極(2)的外側(cè)；所述絕緣隔熱腔體(4)的底部開口位置設(shè)置有圓盤狀覆蓋電極(6),且所述圓盤狀覆蓋電極(6)與底部開口緊密卡合，所述絕緣隔熱腔體(4)的底部上表面設(shè)置有圓環(huán)狀裸露電極(5)，所述圓環(huán)狀裸露電極(5)和圓盤狀覆蓋電極...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：史志偉，杜海，董昊，倪芳原，魏德宸，耿璽，程瑞斌，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：南京航空航天大學(xué)，
類型：發(fā)明
國別省市：
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