等离子体合成射流高超声速钝头体流动控制机理的数值和试验研究

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等离子体合成射流(PSJ)激励器采用腔体内火花/电弧放电,产生高温高压射流,具有射流速度高、无机械部件、响应速度快、边界层穿透能力强等优点。近年来对等离子体合成射流进行了大量的试验和数值模拟,证明了其在超声速及高超声速流动中抑制流动分离、减弱激波强度、降低激波边界层干扰等方面显著的控制能力,具有高超声速飞行器流动控制潜力[1][2][3]。本文在理论分析和试验的基础上,针对自由来流马赫数8条件下的钝头体顶部射流,建立等离子体合成射流唯象学模型。与试验结果的对比分析验证了唯象学模型的正确性。计算和试验结果表明,射流使钝头体前弓形激波结构发生明显变化,减阻效果显著。流场结构、表面压力、热流分布及模型气动特性的变化具有非常强的非定常特性。在激励过程中出现了短穿透模态与长穿透模态之间的转变,对表面压力、热流及激波结构有较大影响。深入探究了其流动控制机理。
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