【摘 要】
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本文介绍了微尺度粗糙元层流控制技术的原理和研究进展。微尺度粗糙元层流控制是一种被动的层流控制方法，通过布置在前缘附近的微尺度粗糙元阵列，产生具有一定波长的扰动波，从而可有效推迟以横流驻波为主导的转捩的发生。国内外对于微尺度粗糙元层流控制技术的研究以计算和实验(包括风洞实验和飞行实验)相结合的方式来开展，先采用数值计算来进行流场模拟并进行稳定性分析研究，给出所需人工扰动波的特征；而实验方面主要是以计
【机 构】
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中国航天空气动力技术研究院,北京100074
【出 处】
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中国力学大会2011暨钱学森诞辰100周年纪念大会
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本文介绍了微尺度粗糙元层流控制技术的原理和研究进展。微尺度粗糙元层流控制是一种被动的层流控制方法，通过布置在前缘附近的微尺度粗糙元阵列，产生具有一定波长的扰动波，从而可有效推迟以横流驻波为主导的转捩的发生。国内外对于微尺度粗糙元层流控制技术的研究以计算和实验(包括风洞实验和飞行实验)相结合的方式来开展，先采用数值计算来进行流场模拟并进行稳定性分析研究，给出所需人工扰动波的特征；而实验方面主要是以计算分析结果为基础布置微尺度粗糙元，通过模型表面边界层转捩的测量来进行验证研究。从目前的研究结果来看最佳控制波长的选择方法需进一步完善；在实验验证中，不同的测量方法各有利弊，需对实验结果进行综合分析，并结合数值计算来获得准确的流动转捩位置；另外，关于微尺度粗糙元的高度、微元阵列相对于附着线的位置、微元形状和自由流条件等参数的变化所带来的影响目前定量化结论很少，针对不同条件下各参数影响的研究仍需进一步加强。
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为了进一步提高“高压放电”对空气加速的能力，本文采用PIV测量技术，研究了电极形状、电压、电极间距、布置方式等激励参数对气流的加速度和最终速度的作用规律；在Fluent软件中添加UDF(自定义函数)，数值模拟了“高压放电”对空气作用的过程，获得了极间空气速度、温度以及流场分布。研究表明：(1)计算结果与试验结果吻合较好；(2)采用针式电极能获得较高的极间空气诱导速度。研究结果为进一步提高诱导空气速
等离子体流动控制技术已成为国际主动流动控制研究领域的热点之一，具有非常广阔的应用前景。介绍了小尺度等离子体的3种主要产生形式：直流电晕放电、介质阻挡面放电、局部电弧丝状放电，对其相应的流动控制效果进行了总结，重点从实验研究、数值仿真与应用研究等方面对介质阻挡面放电等离子体流动控制技术进行了深入讨论，分析了小尺度等离子体流动控制技术的发展趋势，提出了等离子体流动控制技术的发展方向和一些有价值的建议。
本文对利用DBD等离子体抑制翼尖涡进行了风洞试验研究。试验是在中航工业空气动力研究院FL-5风洞中进行的。试验中考察了三种不同结构的等离子体激励器控制翼尖涡的效果，采用PIV粒子成像测速技术测量机翼模型翼梢下游的尾涡流场，六分量应变天平测量施加等离子体后模型气动力的变化。根据尾涡的涡量云图和速度云图并且结合测力试验结果判断等离子体抑制翼尖涡的效果。试验结果表明，在机翼翼梢的上下表面处布置等离子体激
本文以压电式合成射流激励器为研究对象，主要研究了其一阶模态的频率和振动幅值与不同边界条件之间的关系。试验中分别采用两种橡胶圈夹持和一种胶粘的方法来实现激励器的良好密封性能。试验研究表明，激励器的一阶模态频率和振动幅值与上述边界条件有着密切的关系，这为以后的激励器设计以及随后的使用提供了指导作用。
上游引入稳定条带来抑制边界层转捩是近几年提出的一种新的转捩控制方法。本文在新近发展的条带生成技术的基础上，利用氢气泡时间线法观测引入条带前后平板边界层激发转捩过程中扰动的发展，研究了不同条带参数对转捩的影响。实验结果表明：上游引入稳定条带能够抑制转捩过程的流动紊乱化；在试验条件下，引入的条带振幅越大，或条带展向间距越小，抑制转捩效果越明显。同时研究了上游条带的高/低速区与下游转捩中发卡涡的相对展向
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