导读:本文包含了分离流动控制论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献，主要关键词:高负荷压气机,涡系结构模型,非定常流动控制,模态分析
分离流动控制论文文献综述
徐皓[1]（2019）在《附面层振荡抽吸控制高负荷扩压叶栅内部分离流动的机理研究》一文中研究指出对航空发动机推重比日益提升的要求对轴流压气机的气动设计提出了巨大的挑战。压气机负荷提高的同时,伴随而来的剧烈分离流动不仅严重影响了效率,甚至会阻碍整机的稳定性。所以在保证高负荷工作的同时,维持内部流动高效是叶轮机械从业者孜孜以求的理想境界。在被动流动控制手段的潜力逐渐被充分发掘的今天,若要进一步提升压气机级负荷,主动流动控制技术的介入必然是压气机领域未来的发展重点。哈尔滨工业大学发动机气体动力研究中心团队在深刻理解了压气机内部流动机理的基础上,提出了低反动度压气机设计理念。针对转静部件不同的流动情况,释放动叶的扩压需求,而着力于总压升;采用主动控制手段组织静叶流动,实现大幅静压升。动静叶各司其职,各自内部流动矛盾鲜明,且克服了传统吸附式压气机动叶部件上施加主动抽吸带来的结构强度问题。在这一背景下,附面层抽吸技术控制效果是决定低反动概念能否成功实现的重要一环。为了进一步改善抽吸控制的效果,降低成本,并提升对变工况的敏感性,本文将振荡激励引入抽吸流量中,并对其进行了系统的研究。首先开展了关于扩压翼型附面层分离的二维uRANS和LES仿真计算。在相同外部条件下,对比定常抽吸和振荡抽吸在大尺度分离流场中的控制效果。采用模态分析手段对流场进行了分析,探究了振荡抽吸控制背后的非线性物理过程。结果表明,振荡抽吸控制效果受非定常控制参数的影响。当激励频率适当时,振荡抽吸能够进一步减小叶栅损失系数。最优频率受激励幅值影响,但总体来说等于叶片尾缘脱落涡特征频率或其倍频。当激励频率一定时,控制效果并不随着激励幅值的增加而单调改善。振荡抽吸继承了定常抽吸削弱附面层分离程度的优势,在此基础上通过引入周期性激励信号实现了对流场分离结构的重构过程。通过诱导额外涡输运过程来促进回流区低能流体同主流的动量交换。激励后的流场结构更为简单。大涡模拟结果证明了uRANS计算结果对分离流动在定性描述方面的可靠性。对非控流场的稳定性分析表明,分离流场处于中立稳定的状态,在受到外界扰动时,容易发生改变。当引入抽吸控制时,分离流场的全局稳定有所提升,而振荡抽吸控制的流场全局稳定性特征更好。在理清振荡抽吸对二维附面层分离现象的作用机理后,转而在叁维平面扩压叶栅中开展了研究。首先在对平面扩压叶栅内部各集中涡系结构进行了在探索。明确了在不同负荷水平扩压叶栅内流动恶化的主次矛盾:在常规负荷时,主要矛盾为通道涡结构;当负荷过高发生角区失速时,此时吸力面分离成为主要叶栅性能的流动结构。在此基础上对基于吸力面槽抽吸方式振荡抽吸控制角区分离流动的效果进行了深入探索。结果表明在振荡激励的作用下,原本角区层状的分离涡被离散成独立的展向涡管并向下游输运。而流向涡系结构(如马蹄涡和通道涡)并未受到较大影响。性能方面,新形成的离散分离涡结构虽然加剧了局部损失的产生,但显着削弱了时均叶栅损失并改善了叶栅通流情况。离散分离涡的形成机理同二维分析中得到的结论基本一致。吸力面抽吸槽产生的非定常扰动诱导分离剪切层卷起集中涡,不同叶高的类似过程共同形成了展向涡管。离散的分离涡促进了主流与回流区内部低能流体的动量交换,提升了低能流体的动量水平,从而起到了减小损失和改善通流的效果。之后在中亚音马赫数来流下的计算结果表明振荡抽吸的更高马赫数时其优势依然能够保持。最后考察了流况最为复杂的级环境中振荡抽吸技术的控制效果。初步验证该技术的有效性。对级流动进行了详细的流动分析,理清各流动现象的主次地位,以为改善振荡抽吸配置提供方向。结果表明:不同的典型工况下,决定压气机级性能的主要矛盾不同:在近失速工况下(NS),静叶中附面层分离相关流动是损失的主要来源;随着流量增加,静叶流动趋于有序,此时动叶叶顶泄漏流动成为左右性能的主要因素,尤其在接近堵塞点(NC)的情况。振荡抽吸技术在吸力面分离现象为主要矛盾的工况下,可以发挥其全部优势;但在静叶流动较好的工况下反而因其带来额外粘性耗散而使级性能下降。虽然在级环境下,动叶尾迹的周期性扫掠会诱导静叶分离附面层成离散状,特征频率同转子转动频率一致,但强度较弱;振荡抽吸诱导的离散吸力面分离涡强度更高,其频率同激励频率一致,其机理同平面叶栅中总结出的规律大体一致。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2019-06-01）
祝健[2]（2019）在《基于零质量射流的立轴风力机叶片分离流动控制研究》一文中研究指出叶片边界层流动分离是风力机运行中常见的复杂流动现象之一,不仅会造成风轮的捕获功率下降,还影响风力机的工作稳定性。可以采用一定的流动控制方法,延缓或消除流动分离,提高叶片气动性能。零质量射流是一种新兴的主动流动控制技术,具有无需额外气源、响应速度快等独特优势,仅对外输出动量而输出质量为零等显着特征,使其在风力机叶片流动控制方面极具应用潜力。采用CFD方法,以零质量射流激励器、平板、凸包、翼型和立轴风力机为研究对象,开展了零质量射流及其流动控制的研究。分析了激励器不同控制参数对流动控制效果的影响规律,揭示了零质量射流抑制叶片流动分离的原因,为基于该技术风力机叶片的设计提供参考依据。以零质量射流激励器为研究对象,建立了零质量射流激励器简化模型,研究了静止域中零质量射流的二维流场和平板上横流中零质量射流的二维流场。将计算结果与实验值进行了比较,确定了简化模型和计算方法的正确性。分析了激励器出口附近的流动结构,不同激励参数对流场扰动的特征以及零质量射流对边界层的作用规律。研究发现,零质量射流会在孔口处产生旋涡对,旋祸对在自身的诱导作用下不断向外扩展。随激励频率增加,旋涡距孔口距离、涡核半径和涡对间距逐渐减小。零质量射流在横流中的时均流场与连续射流相似。在吹吸气不同阶段,零质量射流对边界层作用不同。速度比相同时,零质量射流使边界层内速度型更饱满,控制效果优于连续射流。激励速度越大,射流运动轨迹受横流影响越小。激励频率越大,射流运动轨迹与相同速比的连续射流轨迹越接近。以平板上凸包为研究对象,研究了零质量射流对凸包分离流动的控制作用。数值模拟结果与实验数据对比确认后,分析了孔间距变化对凸包分离流动控制的影响规律,揭示了零质量射流抑制凸包流动分离的机理。基于正交试验设计,研究了四个控制参数对凸包流动控制的综合影响,采用极差分析法得到了影响叁个指标(分离点、再附点和分离区面积)的各控制参数的主次顺序。研究发现,零质量射流激励时产生的射流使分离区内速度型更饱满。吹气时孔后旋涡将分离区外的高能流体卷入分离区内,分离面积减小;吸气时孔上游边界层内低速流体被吸入孔内,孔附近边界层变薄,分离推迟。孔入射角度对凸包分离点位置影响最大。激励频率对凸包再附点位置和回流区面积影响最大。以某风力机翼型为研究对象,研究了静态与动态失速下,不带/带零质量射流翼型的二维绕流场。数值模拟结果与实验数据对比确认后,分析了控制参数变化对翼型分离流动控制的影响规律,揭示了零质量射流减小翼型气动特性迟滞效应的原因。研究发现,零质量射流具有推迟翼型表面流动分离,增升减阻的作用。翼型发生动态失速时,失速攻角随折合频率增大而增加,气动特性曲线波动次数随折合频率增大而减小。零质量射流可以抑制翼型动态失速现象,施加零质量射流控制后,翼型气动特性曲线产生高频波动。迟滞效应随激励频率和激励速度的增加而减弱,高频振荡次数随激励频率的增加而增加。以某立轴风力机为研究对象,研究了不带/带零质量射流的两叶片结构的H型风力机的二维非定常绕流场。数值模拟结果与实验数据对比确认后,分析了控制参数变化对叶片动态失速的影响规律,揭示了施加控制后风力机气动载荷提高的原因。研究发现,零质量射流布置在叶片前缘10%位置时可以抑制叶片前缘涡的产生,延缓尾缘涡的脱落,大幅提升风力机的功率系数。零质量射流主要提升叶片相位角在90°至180°之间的做功能力。施加零质量射流控制后切向力系数曲线会产生波动,随动量系数增加,波动幅度增大。综合考虑能量消耗与叶片输出功率的关系,动量系数选取不易大于0.015。(本文来源于《华北电力大学(北京)》期刊2019-06-01）
梁田,刘波,茅晓晨[3]（2019）在《附面层抽吸对叶栅角区分离流动的控制研究》一文中研究指出为研究附面层抽吸对叶栅角区分离流动的控制效果和机理,以高负荷轴流压气机叶栅为研究对象,基于数值方法深入分析了不同抽吸方案对叶栅角区流场的影响以及叶栅攻角特性随抽吸流量组合的变化规律。结果表明:不同抽吸方案对叶片通道中的分离流动的控制机理不同,进而会影响叶片负荷及扩压能力;将吸力面抽吸与端壁附面层抽吸结合起来的组合抽吸方案基本消除了位于叶栅吸力面的附面层分离和角区分离,叶栅叶型损失系数显着降低,在5°攻角下,当吸力面抽吸量为1.88%,端壁抽吸量为0.82%时,损失系数相较于原叶栅降低约63.8%;并且进一步研究发现各抽吸槽的抽吸流量均存在其最佳临界值;在进行组合抽吸时,应针对不同攻角工况,在其相应的临界值范围内选择合理的抽吸流量,以达到用较小的吸气量实现对叶栅分离流动的控制。(本文来源于《推进技术》期刊2019年09期）
赵航,刘波,茅晓晨[4]（2019）在《局部/组合抽吸对压气机叶栅分离流动控制的机理研究》一文中研究指出为了研究不同抽吸形式对压气机内部分离流动的控制效果和机理,基于数值模拟方法,对内部同时存在角区分离和附面层分离的直列叶栅进行抽吸计算,共设置8套不同的方案进行了详细的探究。结果表明:对于控制分离的效果和机理,不同抽吸形式之间存在着一定差异;在分离发展的不同阶段,实施抽吸对其控制效果也有所不同。近端壁吸力面抽吸方案SS3同时减小了角区分离和近端壁处的尾缘附面层分离,尾部近吸力面沿展向静压分布为正"C"型,使角区内的低能流体向叶中流动,角区流动得到改善,但导致叶展中部流场的恶化;端壁抽吸和全叶高组合抽吸则使尾部近吸力面静压沿展向分布更均匀,低能流体的迁移现象减弱。基于以上结果可得:组合抽吸可以更有效地控制叶栅内部流动分离,降低损失,提高叶栅流通能力。(本文来源于《推进技术》期刊2019年06期）
赵航,刘波,茅晓晨[5]（2018）在《局部/组合抽吸对压气机叶栅分离流动控制的机理研究》一文中研究指出为了研究不同抽吸形式对压气机叶栅内部分离流动控制的效果和机理,以某内部同时存在有角区分离和尾部附面层分离的压气机叶栅为研究对象,基于数值模拟方法共探索了8套不同的抽吸方案。结果显示:组合抽吸可以更有效控制叶栅内部的流动分离,降低叶栅损失,提高了叶栅的流通能力。不同抽吸方式对分离的控制效果和控制机理有所不同,在分离发展的不同阶段实施抽吸对分离的控制效果也不同。近端壁吸力面抽吸方案SS3同时减小了角区分离和近端壁处的尾缘附面层分离,尾部近吸力面处展向正"C"型静压分布形式促使角区内的低能流体向叶中迁移并导致叶展中部流场的恶化,端壁抽吸和全叶高组合抽吸则使尾部近吸力面静压展向分布更均匀,低能流体的迁移现象减弱。(本文来源于《中国航天第叁专业信息网第叁十九届技术交流会暨第叁届空天动力联合会议论文集——S03吸气式与组合推进技术》期刊2018-08-22）
王斌[6]（2017）在《应用等离子体控制后台阶分离流动的实验研究》一文中研究指出后台阶流动因其几何结构简单、具有固定的分离点、且流动中包含了分离再附着流动现象的主要特征而被视为研究分离流动的理想实验对象。在实际的工程应用中也普遍存在此类流动现象,如大迎角下翼型表面的分离流动,进入截面突然扩张的管道、燃烧室的流动,经过涡轮和压缩机叶片的流动、气流流经桥梁以及高层建筑等现象。当流动分离以及再附着现象出现时,会引起额外的阻力、结构的振动、压力的脉动、噪音等不利因素,从而对流体机械的效率以及飞行器的性能产生不利影响。因此有必要采取流动控制的方式对分离流动进行有效控制,而控制流动分离的目的就是推迟流动分离现象的出现,减小分离区域,改善物体表面的受力状态,这对于提高流体机械的效率、扩大飞行器稳定工作的范围、增升减阻、减少结构的振动、抑制噪声等有着积极意义。近些年来,等离子体流动控制技术作为一种新型的能够显着改善物体表面受力状态的主动流动控制技术而备受青睐。为了探究等离子体激励对分离流动的控制机理和作用,本文应用等离子体激励器针对后台阶分离流动的控制方法和机制展开实验研究。研制了适用于后台阶分离流动控制的串联型以及并联型的直角型等离子体激励器,探明了这两种类型的等离子体激励器的辉光放电特性随电压、电流变化的规律,阐述了等离子体激励器辉光放电的工作原理。在静止大气中,运用二维粒子成像测速系统(Particle Image Velocimetry,PIV)测量了两种类型的等离子体激励器的诱导速度场,掌握了定常以及非定常激励状态下等离子体激励器诱导速度以及体积力强度随激励电压的变化规律,并对两种类型的等离子体激励器对气流诱导加速的作用机理进行了研究。利用PIV以及热线风速仪搭建了应用等离子体激励器针对后台阶分离流动控制的风洞实验系统。借助二维PIV的流动显示测量结果,探明了等离子体激励器控制参数(激励方向、脉冲频率、激励电压)的变化对后台阶分离流动所产生的影响,探讨了典型激励状态下等离子体激励器沿不同方向对后台阶分离流动的控制机理。运用本征正交分解法(Proper Orthogonal Decomposition,POD)对后台阶流动的瞬时流场进行了重建,分析了应用等离子体激励器对后台阶流动控制的主要影响模态。本文主要工作如下:1、针对后台阶流动控制实验,设计了直角型等离子体激励器。为了能够使等离子体激励器在狭窄的区域内(40mm(沿流向)/38mm(沿垂向))形成较高的诱导风速,并且避免由于放置多对电极而产生的电极间的反向放电现象,对等离子体激励器的电极连接方式采用了串联型以及并联型的设计,这有别于前人在后台阶流动控制实验中,等离子体激励器仅采用单对电极的设计。对等离子体激励器表面进行了绝缘强化处理,延长了等离子体激励器在高强度交流电压源作用下的稳定工作时间。通过对直角型等离子体激励器在定常激励状态下的电压、电流、以及辉光放电特性的研究,证实了等离子体激励器串联以及并联型的设计可以在一定程度上起到抑制电极间反向放电的作用,揭示了两种类型的直角型等离子体激励器的辉光放电特性随电压、电流变化的规律。2、在静止大气中,运用二维PIV对两种类型的直角型等离子体激励器沿着水平以及45°方向的诱导速度场进行了测量,研究了其对气流的诱导加速机理。通过求解动量方程得到了两种类型的直角型等离子体激励器(沿着45°方向)在定常激励状态下的体积力强度以及空间分布,分析了等离子体诱导体积力随激励电压的变化规律。3、应用热线风速仪对后台阶不同流向位置剪切层中的瞬时速度进行了多点测量,通过功率谱密度分析,获得了不同流向位置的自然不稳定性频率,为后台阶流动控制实验提供了重要的实验依据。4、按照测量所得到的不同流向位置剪切层中的自然不稳定性频率,对等离子体激励器进行脉冲频率调制,在台阶处分别以沿着水平、垂直向上、以及45°方向的方式对后台阶流动施加周期性的扰动。应用PIV对等离子体激励器开启前后的瞬时流动细节进行了观察,对典型激励状态下(St_H≈0.21),动量厚度、平均流向速度梯度、雷诺应力以及湍动能产生项的分布、涡量、再附着位置的改变进行了分析。实验结果表明:等离子体激励器的脉冲频率被调制为St_H≈0.21、激励电压Vpp=24.4kV时,沿着水平方向对后台阶流动施加激励时,平均再附着长度达到最小值。与前人的研究结果相比,流动控制效果得到明显改善。5、应用POD方法对后台阶流动进行了分析。通过不断增加更多的POD模态参与瞬时速度场的重建,分析了不同尺度的流动结构对瞬时流动状态所产生的影响。分析表明:在典型激励状态下,包含较多能量的低阶模态,主要表现为剪切层区域的涡运动,而这些包含较多能量的低阶模态对流动的发展产生了重要的影响。(本文来源于《西北工业大学》期刊2017-06-01）
王若玉[7]（2017）在《射流旋涡控制高速扩压叶栅分离流动的数值研究》一文中研究指出压气机作为航空燃气涡轮发动机的叁大核心部件之一,主要工作在逆压力梯度环境下,其内部的流场结构十分复杂,极容易发生叁维流动分离并产生强烈的二次流动,在增加总压损失的同时降低了压气机的增压能力,影响其气动性能与工作稳定性。现代航空发动机高推重比、高效率、低耗油率的发展趋势对压气机的单级负荷提出了更高的要求,势必会加剧叶栅内部的流动分离,因此,需要采取一定的流动控制手段对压气机的内部流动进行控制。本文以进口马赫数Ma=0.67的某高速平面扩压叶栅为研究对象,采用射流旋涡发生器对其进行流动控制。射流旋涡发生器为贯穿叶片的等直径圆孔结构,利用吸力面与压力面之间的压差产生射流,通过射流与主流之间的夹角诱导产生旋涡结构,属于被动流动控制技术,相比于传统的流动控制手段具有结构简单、低能耗、高效率等优势。数值研究结果表明,在合适的射流位置和角度参数下,射流旋涡发生器能够在流场中诱导产生与壁面涡旋向相反的射流旋涡。射流旋涡与栅内的涡系结构相互作用,可有效促进叶片表面附面层与主流之间的动量交换,降低叶栅损失。一方面,射流旋涡通过其下洗作用将主流的高动量流体输运至吸力面近端区的附面层内,推迟了角区流动分离、缓解了流动堵塞,从而降低叶栅端区的流动损失;另一方面,射流旋涡的上洗作用促进了叶栅中径区域流体的掺混,促使壁面涡近中径分支沿展向迁移,小幅度恶化了中径侧的气动性能,射流旋涡的总体控制效果取决于其上/下洗区的综合作用。本文还重点讨论了设计冲角下射流旋涡发生器的轴向位置、偏角和高度对其流动控制效果的影响,总结了叶栅气动性能和流场特性随射流参数的变化规律。当射流沿轴向距叶片前缘40%B_x、沿展向距端壁15%H、射流偏角β=60°时,其降低叶栅流动损失的效果最佳,损失相对降低量可达到5.2%,而射流流量仅相当于叶栅进口流量的0.27‰。为了验证被动流动控制技术在变工况条件下的有效性,进一步研究了射流旋涡发生器在来不同来流冲角下对叶栅内流场以及叶栅气动性能的影响。对比分析了变工况条件下不同射流参数对射流旋涡控制效果的影响,并基于选定的射流参数,讨论了来流冲角对射流旋涡控制效果的影响。研究结果表明,射流旋涡发生器具有良好的变工况适应特性,来流冲角i=2°时最多可使叶栅总压损失降低7.8%。在实际应用中,应根据叶栅内的流动特性并综合叶栅流场的变工况特性选取射流参数,使射流出口位于靠近分离线的分离区上游,轴向分速度指向流道下游、展向分速度指向叶展中部,并沿展向对准流道内紧贴吸力面的高损失区。(本文来源于《哈尔滨工业大学》期刊2017-06-01）
刘晓杰[8]（2017）在《低速轴流涡轮分离流动的数值模拟与流动控制》一文中研究指出涡轮是航空发动机和地面燃气轮机的重要组成部件。在低雷诺数的情况下,涡轮内部的边界层流动主要为层流流动。在逆压梯度的作用下,层流边界层容易发生流动分离,并且可能存在转捩。因此涡轮内部的流动非常复杂。分离流动会大大降低涡轮的效率和稳定性,因此研究涡轮内部的分离流动及其控制方法具有重要意义。当前对低速涡轮内部流动及流动控制的研究均针对直列叶栅。对实际涡轮中分离流动控制方法的研究很少。针对这一问题,在本文中,做了如下研究:(1)低速涡轮在低雷诺数下的内部流动机理研究。分别采用层流模型、SST湍流模型、转捩SST模型和基于WALE模型的大涡模拟对某低速轴流涡轮在低进口雷诺数下的内部流动进行了数值模拟。与实验结果的对比发现大涡模拟和转捩SST模型均能较准确的模拟出静叶吸力面的层流分离和叶片通道内的二次流动。以大涡模拟WALE模型的模拟结果为基础,对低速涡轮的内部流动进行了详细的分析,得到以下结论:静叶叶片表面存在大尺度的分离流动,分离流动沿径向有叶顶向叶根流动;由于分离流动、回流以及叶根处通道流动的共同作用,静叶叶根处的速度损失要明显高于叶顶处的速度损失。静叶尾迹对流动角的影响较小,对流动角起决定性作用的因素是叶片表面的分离流动。随着湍流强度的提高静叶表面的分离流动推迟。动叶入口处的低速微团在动叶通道内做周向运动的同时沿径向运动;高速微团则主要做周向运动。动叶尾缘存在较大的分离流动。(2)低速涡轮在低雷诺数下的分离流动控制方法研究。研究了 C型槽、V型槽、粗糙带和凸台四种被动控制方法和基于射流涡流发生器的主动控制方法。当来流湍流度为2%时,C型槽、V型槽以及粗糙带叁种被动控制方法未能起到抑制分离的效果。凸台在加载到前缘和最大厚度处时均可有效抑制流动分离,加载到分离前则会导致分离提前。当来流湍流度为0.5%时,四种被动控制方法均失效,只有射流涡流发生器能够起到抑制分离流动的效果。当射流吹风比小于2时控制效果不明显。当吹风比为2时则可以较好的控制流动分离。对于不同控制方法产生不同控制效果的原因进行了分析。分析得出:被动控制方法是通过控制装置产生涡旋将高速流体带入边界层,提高叶片表面的湍动能来实现流动分离的控制;主动控制方式除了通过漩涡将高速流体的能量带入边界层外,自身的能量也会注入边界层,这两种方式共同作用提高了叶片表面的湍动能,实现流动分离的控制。(本文来源于《华北电力大学(北京)》期刊2017-03-01）
杜海,史志伟,程克明,李甘牛,李铮[9]（2016）在《纳秒脉冲等离子体分离流动控制中的旋涡运动研究》一文中研究指出纳秒脉冲介质阻挡放电(NS DBD)等离子体激励器由于其结构简单、功耗低,工作频带宽,响应快、可控来流速度高等优势,广泛的应用于旋涡、分离流动的控制中。因纳秒脉冲等离子体流动控制技术涉及到多学科,且具有极端的时间尺度,激励器放电后产生力、热、声等多种物理扰动,导致其流动控制机理复杂。本文在雷诺数Re=1×105时将NS DBD激励器应用于翼型的大迎角分离流动控制(a=20°),研究了激励器抑制分离过程中的旋涡运动特性。首先通过PIV拍摄了在单脉冲激励下的旋涡运动时的涡量云图,并通过数值模拟进行了验证。结果表明,激励器脉冲放电后,在翼型的前缘诱导出旋涡,由于K-H不稳定性旋涡向后缘发展。通过Q准则辨识旋涡,发现旋涡一旦形成,除了因为对流向下游运动以外,还有法向运动的趋势,这一过程是旋涡促进内外流掺混的过程。通过POD(Proper Orthogonal Decomposition)正交模态分解,提取了流动控制过程中的主要流场模态,获得了流动控制过程中流场的主要变化因素。降解模态分析表明在单脉冲扰动下,流场的主要扰动结构是前缘剪切流动的破坏和前缘诱导的旋涡结构,这对认识NS-DBD激励器的控制机理有进一步的认识。(本文来源于《2016年航空科学与技术全国博士生学术论坛摘要集》期刊2016-11-25）
李斌斌,姚勇,顾蕴松,程克明[10]（2016）在《合成射流后台阶分离流动控制的实验研究》一文中研究指出具有边界层分离和再附的后台阶流动是工程中常见的一种复杂现象,研究后台阶绕流具有重要的理论意义和应用价值。后台阶流动包含了多种复杂的流动现象,如流动的转捩、分离、再附和非定常等流体力学基本问题。应用表面测压和粒子图像测速(PIV)对合成射流后台阶湍流分离流动控制进行了研究,通过分析后台阶壁面压力系数分布、瞬态旋涡流场结构以及时均流动结构,揭示了合成射流对后台阶再附点长度和回流区的分离流动控制机理。结果表明:在台阶前缘施加合成射流可有效减小回流区范围,回流区涡结构被施加的合成射流扰动"锁定"。在实验状态下,合成射流的动量系数越大,控制效果越好。从时均效果看,当合成射流的动量系数为0.771%时,可使再附点长度减小50%。(本文来源于《实验流体力学》期刊2016年03期）
分离流动控制论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
叶片边界层流动分离是风力机运行中常见的复杂流动现象之一,不仅会造成风轮的捕获功率下降,还影响风力机的工作稳定性。可以采用一定的流动控制方法,延缓或消除流动分离,提高叶片气动性能。零质量射流是一种新兴的主动流动控制技术,具有无需额外气源、响应速度快等独特优势,仅对外输出动量而输出质量为零等显着特征,使其在风力机叶片流动控制方面极具应用潜力。采用CFD方法,以零质量射流激励器、平板、凸包、翼型和立轴风力机为研究对象,开展了零质量射流及其流动控制的研究。分析了激励器不同控制参数对流动控制效果的影响规律,揭示了零质量射流抑制叶片流动分离的原因,为基于该技术风力机叶片的设计提供参考依据。以零质量射流激励器为研究对象,建立了零质量射流激励器简化模型,研究了静止域中零质量射流的二维流场和平板上横流中零质量射流的二维流场。将计算结果与实验值进行了比较,确定了简化模型和计算方法的正确性。分析了激励器出口附近的流动结构,不同激励参数对流场扰动的特征以及零质量射流对边界层的作用规律。研究发现,零质量射流会在孔口处产生旋涡对,旋祸对在自身的诱导作用下不断向外扩展。随激励频率增加,旋涡距孔口距离、涡核半径和涡对间距逐渐减小。零质量射流在横流中的时均流场与连续射流相似。在吹吸气不同阶段,零质量射流对边界层作用不同。速度比相同时,零质量射流使边界层内速度型更饱满,控制效果优于连续射流。激励速度越大,射流运动轨迹受横流影响越小。激励频率越大,射流运动轨迹与相同速比的连续射流轨迹越接近。以平板上凸包为研究对象,研究了零质量射流对凸包分离流动的控制作用。数值模拟结果与实验数据对比确认后,分析了孔间距变化对凸包分离流动控制的影响规律,揭示了零质量射流抑制凸包流动分离的机理。基于正交试验设计,研究了四个控制参数对凸包流动控制的综合影响,采用极差分析法得到了影响叁个指标(分离点、再附点和分离区面积)的各控制参数的主次顺序。研究发现,零质量射流激励时产生的射流使分离区内速度型更饱满。吹气时孔后旋涡将分离区外的高能流体卷入分离区内,分离面积减小;吸气时孔上游边界层内低速流体被吸入孔内,孔附近边界层变薄,分离推迟。孔入射角度对凸包分离点位置影响最大。激励频率对凸包再附点位置和回流区面积影响最大。以某风力机翼型为研究对象,研究了静态与动态失速下,不带/带零质量射流翼型的二维绕流场。数值模拟结果与实验数据对比确认后,分析了控制参数变化对翼型分离流动控制的影响规律,揭示了零质量射流减小翼型气动特性迟滞效应的原因。研究发现,零质量射流具有推迟翼型表面流动分离,增升减阻的作用。翼型发生动态失速时,失速攻角随折合频率增大而增加,气动特性曲线波动次数随折合频率增大而减小。零质量射流可以抑制翼型动态失速现象,施加零质量射流控制后,翼型气动特性曲线产生高频波动。迟滞效应随激励频率和激励速度的增加而减弱,高频振荡次数随激励频率的增加而增加。以某立轴风力机为研究对象,研究了不带/带零质量射流的两叶片结构的H型风力机的二维非定常绕流场。数值模拟结果与实验数据对比确认后,分析了控制参数变化对叶片动态失速的影响规律,揭示了施加控制后风力机气动载荷提高的原因。研究发现,零质量射流布置在叶片前缘10%位置时可以抑制叶片前缘涡的产生,延缓尾缘涡的脱落,大幅提升风力机的功率系数。零质量射流主要提升叶片相位角在90°至180°之间的做功能力。施加零质量射流控制后切向力系数曲线会产生波动,随动量系数增加,波动幅度增大。综合考虑能量消耗与叶片输出功率的关系,动量系数选取不易大于0.015。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
分离流动控制论文参考文献
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