一种单出口流体振荡器件特性实验研究

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1、第47卷第6期2015年12月南京航空航天大学学报JournalofNanjingUniversityofAeronautics&AstronauticsDOI：10．16356／j．1005—2615．2015．06．013一种单出口流体振荡器件特性实验研究王忠1李甘牛1陈滨2(1．南京航空航天大学航空宇航学院，南京，210016；2．中国东方航空工程技术公司，上海，200335)V01．47No．6Dec．2015摘要：为了控制机翼上的流动分离、翼尖涡以及抑制腔体共振，本文设计了一种单出口流体振荡器件。借助流动显示、声级计

2、、热线风速仪及PIV等技术手段，对器件的频率一流量特性及出口流场特性进行了实验研究。结果表明：振荡器出口的空气射流能扫荡成扇形，扫荡角接近90。，射流振荡频率达103Hz量级，振荡器能够将射流柬较均匀地分散到整个出口区域，并且在较小的流量下平均流速可达约几米每秒至十米每秒，脉动速度与平均速度同量级，出口气流有较大的动能，能够控制较大的流场区域。关键词：流体振荡器；流动控制；热线风速仪；PIV中图分类号：TBl26；03．35文献标志码：A文章编号：1005—2615(2015)06—0877—07ExperimentalInv

3、estigationonCharacteristicsofSingle—OutletFluidicOscillatorsWangZhon91，LiGanniul，ChenBin2(1．CollegeofAerospaceEngineering，NanjingUniversityofAeronautics＆Astronautics，Nanjing，210016，China；2．EngineeringTechnologyCompanyofChinaEasternAirHoldingCompany，Shanghai，200335，C

4、hina)Abstract：Asingle—outletfluidicoscillatorisdesignedandusedasactuatorsforcontrollingflowsepara—tion，wingtipvortexandcavityresonancesuppression．Experimentsontheoscillatorcharacteristicsareconductedtomeasurethefrequency—fluxrelationsandtheflowfieldoftheoutletoftheo

5、scillatorsbymeansofflowvisualization，soundlevelmeter，hot—wireanemometerandPIV．ExperimentalresultsdemonstratethattheairjetscansweepandSOfanoutinanangleofnearly90。，andthesweepingfre—quenciesreachtheorderofmagnitudeof103Hz．Thejetscanbefanoutonthewholeplaneoftheoutleteq

6、ually，andthevelocityfluctuationgetsthesameorderofmagnitudeasthemeanvelocitywhichisfromafewmeterspersecondtoabouttenonlowfluxconditions．Theoutletjetshaveenoughkineticenergytoinfluencealargerflowfield．Keywords：fluidicoscillators；floweontrol；hot—wireanemometer；PIV主动流动控

7、制需要向被控流场注入能量。这需要作动器来实现，因此，作动器是主动流动控制不可或缺的环节Ⅲ。作动器多种多样，如零质量射流‘2。4]、等离子发生器‘}7。、微小摇摆片睁9I、射流或振荡射流‘10。121等。一般对作动器性能要求是：具有能量输出高、频带宽和简单可靠等特点。合成射流激励器具有频率选择特性，但有较高能量输出的频收稿日期：2014—1l一03；修订日期：2014—12—22通信作者：李甘牛，男，副教授，E—mail：liganiu@nuaa．edu．cn。带很窄；等离子体激励器的能量输出也有限而且需要很高的电压。而射流振荡

8、器却拥有作动器的很多特点，它以流体为工作介质，利用射流的Coanda效应进行工作；它能够适应强电磁干扰、强辐射、高温、强振动和强腐蚀等恶劣环境，具有安全可靠、体积小、质量轻和经济耐用等优点，因此是作动器的一种很好的选择，具有广泛的应用前景。国内外对振荡射流元件的研究已有多年的