几种关于附面层分离主动控制方法机制的概述

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1、第2卷第2期2011年5月航窄1=程进展ADVANCESINAER()NAUTICAI，S【、IENCEANDENGINEERINGV01．2MayNo．22011文章编号：1674—8190(2011)02—151—06几种关于附面层分离主动控制方法机制的概述杨琪，鲍锋(厦门大学物理与机电工程学院，厦门361005)摘要：随着l毛机和发动机设计性能要求的不断提高，流体的主动控制变得越来越重要，并显出不可替代的作用。流体主动控制方式通过小尺度、局部的能蕈注入，特别是通过对临界点附近的控制来改变全场的流动结构，并且能够对

2、复杂的动态系统进行精确的相位控制，所以在近年的流动控制领域变得非常活跃。本文对合成射流、等离子体、电磁体积力这些主动控制方法及其机制进行了详细的介绍，并得出结论：相对于被动控制方式，主动控制方式具有明显的优势。关键词：流动控制；流动分离；合成射流；等离子体；电磁体积力中图分类号：V211文献标识码：AOverviewofActiveControlMechanismofTechniquesinBoundaryLayerManipulationYangQi，BaoFeng(SchoolofPhysicsandMechani

3、cal&，ElectricalEngineering，XiamenUniversity，Xiamen361005，China)Abstract：Withtheadvancementofaircraftandaeroengineperformances，activecontrolsinboundarylayersepa—rationplayanimportantroleandbecomeirreplaceable．Throughitssmall—scaleandpartialenergyinjection．es—peci

4、allycontrolofnearcriticalpoint，flowstructurescouldbegreatlymanipulated．Theaccuratelyphasecontrolincomplexdynamicsystemhasbeenreceivedmoreandmoreresearchinterestsinrecentyears．Syntheticjetac—tuator，plasmatechnologyandelectromagneticforceareintroducedindetailinthi

5、spaper．Itisconcludedthatactivecontr01methodshasobviousadvantagerelativetOpassivecontr01method．Keywords：flowcontrol；flowseparation；syntheticjetactuator；plasma；electromagneticforce0引言空气动力学的流动控制是利用流体间流体动力的相互作用，通过改变局部流动达到控制和放大流动信号的作用。在过去的50年中，现代飞机的通讯、导航以及操纵系统都有了很大的改

6、进，但是流动控制仍然依赖于传统的缝翼、襟翼、副翼等被动控制方式。虽然被动控制方式不需要额外的能量注入，使用比较方便，但存在在工作期间无法根据实际情况进行调节的缺陷，控制效果容易受流动状态变化的影响，在非设计状态下会产生额外的附加阻力。所以主动流动控制越来越多的应用，并起收稿日期：2010—12—20；修回日期：2011一03一05通信作者：鲍锋，fbao@xmu．edu．cn到了不可替代的作用，主动流动控制技术是有辅助能量引入的控制方式，在流动环境中直接注入合适的扰动模式，以与系统内在模式相耦合达到控制的目的，可用于抑

7、制流动分离、减小阻力、增加升力、压气机扩稳增效、抑制噪声、改善掺混、提高燃烧稳定性和燃烧效率、产生矢量推力以及增强传热和传质等。下面对几种关于附面层主动控制分离的方法和控制机理进行详细的介绍。1合成射流流动控制技术合成射流是一种基于旋涡运动的零质量射流，其发现可以追溯到20世纪中后叶的声学整流效应。20世纪90年代，美国乔治亚理工大学的Glezer教授领导的研究小组研制了一种压电膜式的合成射航窀L程进展第2卷流激励器“1，这种台成射流激励器为现今合成射流激励器的雏形。作为流动控制领域最热门的全新流动主动控制技术之一，国

8、内外学者针对其机理、实现及应州等方面开展了大量的研究”9。合成射流激励器的发展方向取决于其在流动控制中的应用需求：一足开展新割合成射流激励器研究以满足合成射流在不同领域的应用要求．如在宏观1^=尺度上流动主动控制，需要宽频域、高动量、“强壮”的合成射流激励器；_二是合成射流激励器的小型、微’q化，关键足对微尺度气动问题的研究和微制