ТЕХНІЧНА МЕХАНІКА
ISSN 1561-9184 (друкована версія), ISSN 2616-6380 (електронна версія)

ГОЛОВНА    ПРО ЖУРНАЛ    РЕДКОЛЕГІЯ    АВТОРАМ    ПОТОЧНИЙ ВИПУСК    АРХІВ    КОНТАКТИ

УДК 532.516

Технічна механіка, 2014, 2, 106 - 119

Керування відривом потоку повітря на циліндрі за допомогою плазмових актуаторів

Редчиць Д.О.

      Метою роботи є розробка підходу до моделювання діелектричного бар'єрного розряду при роботі плазмового актуатора в рухомому суцільному середовищі. На основі фізичної моделі діелектричного бар'єрного розряду побудована математична модель, що описує нестаціонарні електро- і аеродинамічні процеси при роботі плазмового актуатора. За допомогою методу контрольного об'єму розроблено чисельний алгоритм розв'язання рівнянь електродинаміки плазми разом з рівняннями динаміки в'язкої нестисливої рідини, включаючи турбулентність, в криволінійній системі координат на рухомих сітках для моделювання діелектричного бар'єрного розряду. Показана можливість зменшення коефіцієнта опору циліндра за допомогою плазмового актуатора за рахунок пригнічення вихрової доріжки Кармана. Отримані результати обтікання циліндра для випадку з вимкненими і включеними плазмовими актуаторами задовільно збігаються з експериментальними даними. Даний підхід застосовується до моделювання динаміки низькошвидкісних потоків рідини і газу при наявності електростатичного поля. Запропонована методика враховує фізичні особливості розглянутого класу задач і має високу обчислювальну ефективність.

керування потоком в'язкої рідини, числове моделювання, плазмовий актуатор, діелектричний бар'єрний розряд, рівняння Нав’е –Стокса.

1. Лойцянский Л. Г. Механика жидкости и газа / Л. Г. Лойцянский. – М. : Наука, 1987. – 840 с.

2. Corke T. Application of weakly ionized plasmas as wing flow control devices / T. Corke, E. Jumper, M. Post, D. Orlov// AIAA Paper. – 2002. – № 350. – P. 15.

3. Corke T. Boundary Layer Instability on a Sharp Cone at Mach 3.5 with Controlled Input / T. Corke, D. Cavalieri, E. Matlis// AIAA Journal. – 2002. – Vol. 40, № 5. – P. 1015 – 1018.

4. Durscher R. Induced flow from serpentine plasma actuators acting in quiescent air / R. Durscher, S. Roy // AIAA Paper. – 2011. – № 957. – P. 12.

5. Plasma structure in the aerodynamic plasma actuator / C. Enloe, T. McLaughlin, R. VanDyken, J. Fuscher // AIAA Paper. – 2004. – № 844. – P. 9.

6. Font G. Plasma Discharges in Atmospheric Pressure Oxygen for Boundary Layer Separation Control / G. Font, W. L. Morgan // AIAA Paper. – 2005. – № 4632. – P. 16.

7. Hall K. D. Potential flow model for plasma actuation as a lift enchancement device / K. D. Hall // Master's thesis, University of Notre Dame, 2004. – P. 158.

8. Modeling of interaction between weakly ionized near surface plasmas and gas flow / A. Likhanskii, M. Shneider, S. Macheret, R. Miles // AIAAPaper. – 2006. – №1204. – P.11.

9. Massines F. Experimental and theoretical study of a glow discharge at atmospheric pressure controlled by dielectric barrier / F. Massines, A. Rabehi, P. Decomps // Journal of Applied Physics. – 1998. – Vol. 83, № 6. – P. 2950 – 2957.

10. Roe P. L. Approximate riemann schemes / P. L. Roe // J.of Comp.Physics. – 1981. – Vol.43. – P. 357 – 372.

11. Rogers S. E. An upwind differencing scheme for the time-accurate incompressible Navier–Stokes equations / S. E. Rogers, D. Kwak // AIAA Journal. – 1990. – Vol.28, № 2. – P. 253 – 262.

12. Roy S. Modeling surface discharge effects of atmospheric RF on gas flow control / S. Roy, D. V. Gaitonde// AIAA Paper. – 2005. – № 160. – P. 14.

13.Restatement of the Spalart-Allmaras eddy-viscosity model in strain-adaptive formulation / T. Rung, U. Bunge, M. Schatz, F. Thiele // AIAA Journal. – 2003. – Vol. 4, № 7. – P.1396 – 1399.

14. Shyy W. Modeling of glow discharge–induced fluid dynamics / W. Shyy, B. Jayaraman, A. Andersson// Journal of applied physics. – 2002. – Vol. 92. – P. 6434 – 6443.

15. Spalart P. R. A one–equation turbulence model for aerodynamic flow / P. R. Spalart, S. R. Allmaras // AIAA Paper. – 1992. – № 439. – P. 21.

16. Suzen Y. B. Numerical simulations of plasma based flow control applications/ Y. B. Suzen, P. G. Huang, J. D. Jacob// AIAA Paper. – 2005. – № 4633. – P. 14.

17. Thomas F. O. Numerical simulations of plasma based flow control applications / F. O. Thomas, A. I. Kozlov, T. C. Corke // AIAA Paper. – 2006. – № 2845. – P. 16.

18.Whitfield D. L. Numerical solution of the two–dimensional time–dependent incompressible Euler equations / D. L. Whitfield, L. K. Taylor // Mississippi state university NACA–CR–195775. – 1994. – P. 65.

Copyright (©) 2014 Редчиць Д.О.

Copyright © 2014-2018 Технічна механіка