基于等離子體合成射流的飛翼布局模型主動流動控制風洞實驗研究

摘要：為探究等離子體合成射流對三維模型的流動控制效果和機理,在中等展弦比飛翼布局模型前緣布置等離子體合成射流激勵器開展低速風洞實驗研究。通過六分量天平測力,考察沿弦向、展向不同分布位置的等離子體合成射流對飛翼模型氣動力和氣動力矩的作用;采用PIV(Particle Image Velocimetry,粒子圖像測速)測量模型表面流場分布,研究等離子體合成射流流動控制機理。結果表明:在飛翼模型單側布置等離子體合成射流,能夠有效改善其氣動特性,并能產生附加的滾轉力矩,滾轉力矩系數變化量最高達到0.009;在飛翼模型左右弦布置等離子體合成射流,能顯著增強飛翼模型橫向穩定性,滾轉力矩系數波動范圍減小66.7%。沿弦向,等離子體合成射流位置離前緣越近,控制效果越好,距前緣0mm的激勵器控制效果最好;沿展向,布置的等離子體合成射流越多,對模型的升力特性改善作用越明顯,布置方式以均布為優。在失速迎角前后,等離子體合成射流的流動控制機理不同:在小迎角下,等離子體合成射流在前緣起到了使轉捩提前的作用;在失速迎角附近,則加速了分離區的流動、減小了分離區厚度。