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流动控制技术是流体力学发展的前沿,在航空航天、航海及工业等领域具有广泛的应用前景,对流动控制技术进行细致的研究具有重要的意义。流动控制是通过对运动流体施加力、质量、热量等外界因素,来改变流体的运动状态的方式方法,高效的流动控制应直接在流场的临界点施加扰动来达到控制作用。其流动控制机制主要是依靠流动控制激励器产生微射流,微射流与主流体的内在模式相耦合来实现对流动的控制。通过外激励微射流的激励控制,使高速主射流产生附壁振荡,从而实现射流的脉冲流动,以取得具有多种重要用途的射流模式。该方式控制射流模式转换的重大优点是射流自身的能量损失很小,振荡频率和波形易于控制,因此特别适用于静止式气波制冷机中的射流分配。本文研究基于自然科学基金,率先研究利用外激励方式产生振荡射流的机制,即在主射流两侧壁开窄通道,导入外部微射流,激励主射流周期偏转,实现切换附壁振荡。外激励频率和强度都能主动调控,使得主射流振荡频率、切换速度的可控性增强,因此能满足更多的需求。依据新的激励方式,对一种具有推挽式结构的射流振荡器——微射流外激励射流振荡器进行了分析;运用数值模拟的方法进行研究,微射流外激励效应是通过可变压力的激励函数进行边界条件的设定来实现,运用了两种激励函数分别为略带梯形的激励函数和半正弦的激励函数,后者用于模拟非理想的外激励模式。由于不同几何参数和工况参数对射流流场的限定,控制激励的作用强度与耦合效率各不相同,本文通过数值模拟对微射流外激励射流振荡器的振荡特性及能量效率的制约因素进行了较深入的研究与对比分析。研究得出以下结论:(1)分析了外激励射流振荡器的特征尺寸对射流振荡特性和总压保持率的影响,获得了能使射流稳定振荡并具有较高的总压维持率的特征尺寸的范围,对几何参数进行优化。(2)重点解析了在不同外激励方式下激励口尺寸对振荡特性和总压保持率的影响,分析了平行、垂直两对激励口同时作用或单独作用时,总压维持率的变化规律,得到两对激励同时作用时总压维持率最高,平行与垂直激励口的最佳尺寸比为75%;同时得到了在两激励作用,且垂直激励口位置靠近分叉流道时,总压维持率达90%以上。(3)分析了外激励模态对振荡特性和总压保持率的影响,考察了微射流激励函数波形和幅值等参数对出口总压的影响,激励函数对出口总压维持率的影响较小,半正弦激励比梯形激励的起振总压大3%。(4)考察了去除后继激励对振荡特性和总压维持率的影响,得到撤掉单一激励要比两激励同时撤掉时效果要好。(5)考察了流体粘度及几何尺度对出口总压维持率的影响,得到随几何尺度的增大,能稳定附壁的频率最大值逐渐减小;小尺度下频率影响较小。