纳秒脉冲等离子体合成射流激励器的流场特性分析

于维鑫, 朱文超, 程 晓, 黄邦斗, 章 程, 邵 涛

(1. 中国科学院电工研究所等离子体科学和能源转化北京市国际科技合作基地， 北京 100190；2. 中国科学院大学， 北京100049； 3. 国民核生化灾害防护国家重点实验室， 北京 102205；4. 国网重庆市电力公司电力科学研究院， 重庆 401121)

引 言

随着高超声速飞行器的发展, 等离子体流动控制技术作为一种高速流场的主动控制手段, 由于其不需运动部件, 具有响应快、 结构简单、 流场控制能力较强等优点, 现已成为各国研究热门[1-2]. 国内外学者对等离子体流动控制的机理进行过诸多的研究与论述, 主要可以归纳为以下3个方面: 动力效应, 等离子体在空间电场作用下, 离子与气体分子发生碰撞, 交换动能, 诱导中性气体分子定向运动; 冲击效应, 在空间电场作用下, 带电粒子与中性粒子发生碰撞, 导致电离、 跃迁等物理化学变化, 使得局部气体急速加热、 压力骤增, 对局部流场产生扰动, 从而改变流场的分布; 物性改变效应, 气体放电产生等离子体的同时还会改变流场的黏滞性、 热传导特性等, 对流场的发展有一定的影响[3-4].

作为等离子体流动控制中最重要的组件, 等离子体流动控制激励器已有多种类型: 同轴介质阻挡激励器(dielectric barrier discharge, DBD)[5-6]、 表面介质阻挡激励器(surface dielectric barrier discharge, SDBD)[7]以及等离子体合成射流激励器(plasma synthetic jet, PSJ)[8]. 其中等离子体合成射流激励器是目前研究最热门的激励形式, 它主要由针电极、 放电腔组成, 结构简单, 控制效果明显. 等离子体合成射流激励器本质上是……