【摘 要】
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作为主动控制技术的一种,振荡射流器凭借着固有的流量不稳定机制可以将稳定射流转换为振荡射流,并且执行器中没有任何运动部件,消除了机电、压电或其他复杂的驱动机构,导致这些设备具有更高的能源效率和更长的使用寿命。根据这些优点,振荡射流器已经成为目前流动控制研究的热门课题。在本文中主要通过数值模拟的方法确定了振荡射流器内部的流动特性,分析了内部几何参数的变化对振荡频率的影响,对振荡射流器进行优化,并将其应
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作为主动控制技术的一种,振荡射流器凭借着固有的流量不稳定机制可以将稳定射流转换为振荡射流,并且执行器中没有任何运动部件,消除了机电、压电或其他复杂的驱动机构,导致这些设备具有更高的能源效率和更长的使用寿命。根据这些优点,振荡射流器已经成为目前流动控制研究的热门课题。在本文中主要通过数值模拟的方法确定了振荡射流器内部的流动特性,分析了内部几何参数的变化对振荡频率的影响,对振荡射流器进行优化,并将其应用在翼型的流动控制中,验证振荡射流器在流动控制中的有效性。首先,通过数值模拟的方法计算了振荡射流器在不同流量下的振荡频率验证了振荡射流器几何模型和数值计算方法的可行性。在这个过程中通过观察振荡射流器一个周期的内部流动,确定了振荡射流器的工作原理。然后将振荡射流器的尺寸进行缩比,发现:在相同流量下振荡射流器的频率与尺寸成反比,除此之外振荡频率与入口的速度或流量以及内部几何参数有关。其次,研究了振荡射流器内部几何参数对振荡射流器频率的影响,发现入口到出口的长度为影响振荡频率的主要因素,适当缩减入口到出口的距离,可以将频率提高50%以上。其他几何结构存在最佳参数,在最佳参数周围,频率都在下降。对此,将振荡射流器进行优化,将振荡射流器性能提升75%以上。最后,将优化后的振荡射流器应用在翼型的流动控制上,结果表明:随着振荡频率增加,对翼型的流动分离控制效果越佳,分离涡尺寸越小。
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