1. На главную
  2. Электронные версии
  3. Теплофизика высоких температур
  4. T. 61, № 6, 2023

Теплофизика высоких температур, 2023, T. 61, № 6, стр. 830-835

Возбуждение стационарных мод неустойчивости поперечного течения с помощью плазменного актуатора на основе диэлектрического барьерного разряда

А. Я. Котвицкий 1, *, И. А. Моралёв 1, М. В. Устинов 2, А. А. Абдуллаев 3

1 Объединенный институт высоких температур РАН
Москва, Россия

2 Центральный аэрогидродинамический институт
Жуковский, Россия

3 Московский физико-технический институт
Долгопрудный, Россия

* E-mail: alex.kotvitsky00@gmail.com

Поступила в редакцию 02.12.2022
После доработки 03.03.2023
Принята к публикации 11.05.2023

Аннотация

Представлены результаты исследования стационарной моды неустойчивости поперечного течения, возбуждаемой с помощью плазменного актуатора на основе диэлектрического барьерного разряда в трехмерном пограничном слое на стреловидной пластине с наведенным градиентом давления. Показано, что актуатор генерирует моду неустойчивости заданной длины волны с начальной амплитудой до 2% от скорости набегающего потока, при этом соотношение сигнал/шум составляет не более 15%. В результате параметрического исследования получено семейство кривых нарастания возбуждаемой моды неустойчивости как функции параметров напряжения, питающего разряд. Показано, что начальная амплитуда стационарных возмущений, порождаемых актуатором в исследованном диапазоне параметров, квадратично зависит от перенапряжения на электродах и линейно от частоты, что совпадает с аналогичной зависимостью для тяги актуатора.

Список литературы

  1. Saric W., Reed H., White E. Stability and Transition of Three-dimensional Boundary Layers // Annu. Rev. Fluid Mech. 2003. V. 35. № 1. P. 413.

  2. Устинов М.В. Ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое (обзор). Ч. 1. Основные виды ламинарно-турбулентного перехода на стреловидном крыле // Уч. зап. ЦАГИ. 2013. Т. 44. № 1. С. 3.

  3. Bippes H. Basic Experiments on Transition in Three-dimensional Boundary Layers Dominated by Crossflow Instability // Progress in Aerospace Sciences. 1999. V. 5. № 4. P. 363.

  4. Borodulin V.I., Ivanov A.V., Kachanov Y.S. Swept-wing Boundary-layer Transition at Various External Perturbations: Scenarios, Criteria, and Problems of Prediction // Phys. Fluids. 2017. V. 29. № 9. P. 094101.

  5. Messing R., Kloker M. Investigation of Suction for Laminar Flow Control of Three-dimensional Boundary Layers // J. Fluid Mech. 2010. V. 658. P. 117.

  6. Wassermann P., Kloker M. Mechanisms and Passive Control of Crossflow-vortex-induced Transition in a Three-dimensional Boundary Layer // J. Fluid Mech. 2002. V. 456. P. 49.

  7. Messing R., Kloker M. Effect of Suction Through Arrays of Holes in a 3-D Boundary Layer Investigated by Spatial Direct Numerical Simulation in Laminar-turbulent Transition // Proc. IUTAM Symposia “Laminar-Turbulent Transition”. Sedona: Springer, 1999. P. 235.

  8. Dörr P., Kloker M. Stabilization of a Three-dimensional Boundary Layer by Base-flow Manipulation Using Plasma Actuators // J. Phys. D: Appl. Phys. 2015. V. 48. № 28. P. 285205.

  9. Saric W., Carrillo R.B., Reibert M. Leading-edge Roughness as a Transition Control Mechanism // 36th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, 1998. P. 781.

  10. Kotsonis M., Ghaemi S., Veldhuis L., Scarano F. Measurement of the Body Force Field of Plasma Actuators // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. № 4. P. 452204.

  11. Голуб В.В., Савельев А.С., Сеченов В.А., Сон Э.Е., Терешонок Д.В. Плазменная аэродинамика в сверхзвуковом потоке газа // ТВТ. 2010. Т. 48. № 6. С. 948.

  12. Стариковский А.Ю., Александров Н.Л. Управление газодинамическими потоками с помощью сверхбыстрого локального нагрева в сильнонеравновесной импульсной плазме // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 2. С. 126.

  13. Устинов М.В., Попов И.М., Селивонин И.В., Моралев И.А. Локализованное возбуждение двумерного пограничного слоя единичными микроразрядами в плазменном актуаторе // ПМТФ. 2022. Т. 63. № 4. С. 3.

  14. Yadala S., Hehner M., Serpieri J., Benard N., Dörr P., Kloker M., Kotsonis M. Experimental Control of Swept-wing Transition through Base-flow Modification by Plasma Actuators // J. Fluid Mech. 2018. V. 844. P. R2.

  15. Baranov S.A., Chernyshev S.L., Khomich V.Yu. et al. Experimental Cross-flow Control in a 3D Boundary Layer by Multi-discharge Plasma Actuators // Aerosp. Sci. Technol. 2021. V. 112. P. 106643.

  16. Баранов С.А., Киселёв А.Ф., Моралев И.А., Сбоев Д.С., Толкачёв С.Н., Чернышев С.Л. Управление ламинарно-турбулентным переходом в трехмерном пограничном слое при повышенной внешней турбулентности с помощью диэлектрического барьерного разряда // Докл. РАН. 2019. Т. 486. № 6. С. 668.

  17. Selivonin I.V., Lazukin A.V., Moravel I.A., Krivov S.A. Effect of Electrode Degradation on the Electrical Characteristics of Surface Dielectric Barrier Discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. № 8. P. 850003.

  18. Moralev I., Bityurin V., Firsov A., Sherbakova V., Selivonin I., Ustinov M. Localized Micro-discharges Group Dielectric Barrier Discharge Vortex Generators: Disturbances Source for Active Transition Control // J. Aerosp. Eng. 2020. V. 234. № 1. P. 42.

  19. Moralev I., Sherbakova V., Selivonin I., Bityurin V., Ustinov M. Effect of the Discharge Constriction in DBD Plasma Actuator on the Laminar Boundary Layer // Int. J. Heat Mass Transfer. 2018. V. 116. P. 1326.

Дополнительные материалы отсутствуют.

Инструменты

следующая статья выпуска предыдущая статья выпуска содержание выпуска

Теплофизика высоких температур

Архивы выпусков Информация о журнале Отправить рукопись в журнал