Плазменный привод змеевидной геометрии

Змеевидный плазменный привод представляет собой широкий класс плазменных приводов . Приводы отличаются от стандартного типа тем, что геометрия их электродов была изменена и стала периодической по всему диапазону. ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]}

История

Этот класс плазменных приводов был разработан в Исследовательской группе прикладной физики (APRG) Университета Флориды в 2008 году Субратой Роем с целью управления ламинарными и турбулентными потоками в пограничном слое . С тех пор APRG продолжает исследовать и разрабатывать возможности использования этого класса плазменных приводов. Несколько патентов стали результатом ранних работ по плазменным приводам со змеевидной геометрией. ^{[ 3 ]}^{[ 4 ]}^{[ 5 ]}^{[ 6 ]}^{[ 7 ]}

В 2013 году эти приводы начали привлекать более широкое внимание в научной прессе, и об этих приводах было написано несколько статей, в том числе статьи в EurekAlert от AIP. ^{[ 8 ]} Внутри науки ^{[ 9 ]} и различные блоги. ^{[ 10 ]}^{[ 11 ]}

Текущие исследования и рабочие механизмы

Змеевидные плазменные приводы (как и другие приводы с диэлектрическим барьерным разрядом , т.е. плазменные приводы ) способны индуцировать атмосферную плазму и вводить в жидкость электрогидродинамическую массовую силу. Эту массовую силу можно использовать для реализации управления потоком , и существует ряд потенциальных применений, включая снижение сопротивления самолетов и стабилизацию потока в камерах сгорания. ^{[ 12 ]}

Важным отличием змеевидных плазменных приводов от более традиционных геометрий является то, что геометрия электродов была изменена, чтобы быть периодической по всему диапазону. Поскольку электрод сделан периодическим, результирующая плазма и объемная сила также являются периодическими по размаху. Благодаря такой периодичности по размаху в потоке могут быть индуцированы трехмерные эффекты потока, чего нельзя сделать с помощью более традиционных геометрий плазменного привода.

Считается, что введение эффектов трехмерного потока позволяет плазменным актуаторам применять гораздо более высокие уровни управления, поскольку они позволяют плазменным актуаторам проецироваться на более широкий диапазон физических механизмов (таких как полосы пограничного слоя). ^{[ 13 ]} или вторичные неустойчивости волны Толлмина-Шлихтинга ). Недавние работы показывают, что эти плазменные приводы могут оказывать существенное влияние на управление ламинарными и переходными потоками на плоской пластине. ^{[ 14 ]}^{[ 15 ]} Кроме того, экспериментально было продемонстрировано, что серпантинный привод увеличивает подъемную силу, уменьшает сопротивление и создает контролирующие моменты качения при применении к геометрии крыла самолета. ^{[ 16 ]}

проводятся исследования. Учитывая более высокий уровень контроля, которым потенциально могут обладать эти плазменные приводы, в настоящее время в нескольких лабораториях США ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]} и в Соединенном Королевстве ^{[ 19 ]} хотим применить эти приводы в реальных условиях. Недавние численные исследования предсказали значительные уменьшение турбулентного сопротивления за счет совместного расположения змеевидных плазменных приводов по схеме для изменения энергетических режимов переходного потока. ^{[ 20 ]}

См. также

Ссылки

^ Рой, Субрата и Чин-Ченг Ван. «Модификация объемного потока с помощью подковообразных и змеевидных плазменных приводов». Журнал физики D: Прикладная физика 42.3 (2009): 032004.
^ Рихерд, Марк и Субрата Рой. «Плазменные приводы змеевидной геометрии для управления потоком». Журнал прикладной физики 114.8 (2013): 083303.
^ Патент США № 8,382,029, выданный 26 февраля 2013 г.
^ Патент Гонконга № 1129642B, выданный 29 июня 2012 г.
^ Патент Китая ZL200780036093.1, выданный 19 октября 2011 г.
^ Европейский патент EP 2046640, выданный 12 октября 2011 г.
^ Патент Японии №. 5 220 742 выдано 15 марта 2013 г.
^ «Спорный поток к тишине автомобилей и самолетов», EurekAlert, http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-10/aiop-wft101813.php , просмотрено 20 января 2014 г.
^ «Змеиные удары в поток воздуха могут улучшить аэродинамику транспортного средства», Служба новостей Inside Science, http://www.insidescience.org/content/snakelike-zaps-flowing-air-can-improve-vehicle-aerodynamics/1477 , просмотрено на 20.01.14.
^ «Новая геометрия плазменного привода может помочь улучшить аэродинамические характеристики», «Дизайн, продукты и приложения», http://www.dpaonthenet.net/article/63584/New-plasma-actuator-geometry-may-help-boost-aerodynamic- Performance.aspx , просмотрено 20 января 2014 г.
^ «Меньше турбулентности: плазменные приводы могут означать более тихие автомобили и самолеты», Научный блоггинг 2.0, http://www.science20.com/news_articles/less_turbulence_plasma_actuators_could_mean_quieter_cars_and_aircraft-122635 , просмотрено 20 января 2014 г.
^ Ван, Чин-Ченг и Субрата Рой. «Стабилизация горения с помощью змеевиковых плазменных приводов». Письма по прикладной физике 99.4 (2011): 041502-041502.
^ Батлер, Кэтрин М. и Брайан Ф. Фаррелл. «Трехмерные оптимальные возмущения в вязком сдвиговом потоке». Физика жидкостей A: Гидродинамика 4 (1992): 1637.
^ Рихерд, Марк и Субрата Рой. «Плазменные приводы змеевидной геометрии для управления потоком». Журнал прикладной физики 114.8 (2013): 083303.
^ Дасгупта, Арноб и Субрата Рой. «Активация трехмерной плазмы для более быстрого перехода к турбулентности». Журнал физики D: Прикладная физика 50.42 (2017): 425201.
^ Ираншахи, Камран и Мани, Махмуд. «Приводы с диэлектрическим барьерным разрядом, используемые в качестве альтернативы обычным устройствам с большой подъемной силой». Журнал самолетов (2018): https://doi.org/10.2514/1.C034690 .
^ Риццетта, Дональд П. и Мигель Р. Висбаль. «Численное исследование плазменного управления обтеканием профиля с малым числом Рейнольдса». Журнал AIAA 49.2 (2011): 411-425.
^ Риццетта, Дональд П. и Мигель Р. Висбаль. «Влияние плазменного управления на характеристики крыла с малым числом Рейнольдса». Журнал AIAA 50.1 (2012): 131–147. АПА
^ Ван, Цзинь-Джун и др. «Последние разработки в области управления потоком плазмы DBD». Прогресс в аэрокосмических науках 62 (2013): 52-78.
^ Дасгупта, А; Рой, С. (2022). «Модификация энергетических режимов для управления переходным потоком (Рекомендованная статья)» . Достижения АИП . 12 : 035149. дои : 10.1063/5.0078083 .

[1] Рой, Субрата и Чин-Ченг Ван. «Модификация объемного потока с помощью подковообразных и змеевидных плазменных приводов». Журнал физики D: Прикладная физика 42.3 (2009): 032004.

[2] Рихерд, Марк и Субрата Рой. «Плазменные приводы змеевидной геометрии для управления потоком». Журнал прикладной физики 114.8 (2013): 083303.

[3] Патент США № 8,382,029, выданный 26 февраля 2013 г.

[4] Патент Гонконга № 1129642B, выданный 29 июня 2012 г.

[5] Патент Китая ZL200780036093.1, выданный 19 октября 2011 г.

[6] Европейский патент EP 2046640, выданный 12 октября 2011 г.

[7] Патент Японии №. 5 220 742 выдано 15 марта 2013 г.

[8] «Спорный поток к тишине автомобилей и самолетов», EurekAlert, http://www.eurekalert.org/pub_releases/2013-10/aiop-wft101813.php , просмотрено 20 января 2014 г.

[9] «Змеиные удары в поток воздуха могут улучшить аэродинамику транспортного средства», Служба новостей Inside Science, http://www.insidescience.org/content/snakelike-zaps-flowing-air-can-improve-vehicle-aerodynamics/1477 , просмотрено на 20.01.14.

[10] «Новая геометрия плазменного привода может помочь улучшить аэродинамические характеристики», «Дизайн, продукты и приложения», http://www.dpaonthenet.net/article/63584/New-plasma-actuator-geometry-may-help-boost-aerodynamic- Performance.aspx , просмотрено 20 января 2014 г.

[11] «Меньше турбулентности: плазменные приводы могут означать более тихие автомобили и самолеты», Научный блоггинг 2.0, http://www.science20.com/news_articles/less_turbulence_plasma_actuators_could_mean_quieter_cars_and_aircraft-122635 , просмотрено 20 января 2014 г.

[12] Ван, Чин-Ченг и Субрата Рой. «Стабилизация горения с помощью змеевиковых плазменных приводов». Письма по прикладной физике 99.4 (2011): 041502-041502.

[13] Батлер, Кэтрин М. и Брайан Ф. Фаррелл. «Трехмерные оптимальные возмущения в вязком сдвиговом потоке». Физика жидкостей A: Гидродинамика 4 (1992): 1637.

[14] Рихерд, Марк и Субрата Рой. «Плазменные приводы змеевидной геометрии для управления потоком». Журнал прикладной физики 114.8 (2013): 083303.

[15] Дасгупта, Арноб и Субрата Рой. «Активация трехмерной плазмы для более быстрого перехода к турбулентности». Журнал физики D: Прикладная физика 50.42 (2017): 425201.

[16] Ираншахи, Камран и Мани, Махмуд. «Приводы с диэлектрическим барьерным разрядом, используемые в качестве альтернативы обычным устройствам с большой подъемной силой». Журнал самолетов (2018): https://doi.org/10.2514/1.C034690 .

[17] Риццетта, Дональд П. и Мигель Р. Висбаль. «Численное исследование плазменного управления обтеканием профиля с малым числом Рейнольдса». Журнал AIAA 49.2 (2011): 411-425.

[18] Риццетта, Дональд П. и Мигель Р. Висбаль. «Влияние плазменного управления на характеристики крыла с малым числом Рейнольдса». Журнал AIAA 50.1 (2012): 131–147. АПА

[19] Ван, Цзинь-Джун и др. «Последние разработки в области управления потоком плазмы DBD». Прогресс в аэрокосмических науках 62 (2013): 52-78.

[20] Дасгупта, А; Рой, С. (2022). «Модификация энергетических режимов для управления переходным потоком (Рекомендованная статья)» . Достижения АИП . 12 : 035149. дои : 10.1063/5.0078083 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

[ 5 ]

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[ 12 ]

[ 13 ]

[ 14 ]

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]