快升慢降脉冲直流电压驱动 SDBD 等离子体的建模与理论分析
等离子体物理
2020-05-22 v1 应用物理
摘要
本文分析了由脉冲直流（Pulsed-DC）电压驱动的表面介质阻挡放电（SDBD）执行器。本工作所研究的脉冲直流 SDBD 等效于由定制的快升慢降（FRSD）电压波形驱动的经典 SDBD。利用经典二维流体模型，在不同斜率下研究了电压上升阶段的等离子体通道形成与电荷产生过程；基于以二维模型结果为输入的解析方法，研究了电压衰减阶段产生的推力。在电压波形的后沿产生推力脉冲，并在电压下降约阴极电压降（~600 V）时达到最大。上升沿与后沿的持续时间、衰减率以及施加电压幅值是影响执行器性能的主要因素。推导了峰值推力的大小与时间时刻的解析表达式，并估算了推力的上限。更高的电压上升率导致电压上升阶段更高的电荷密度，从而产生更高推力。一般而言，更短的电压后沿导致更高数值且更早出现的峰值推力。后沿的详细形状也影响性能。本工作的结果使我们能够根据不同应用条件下主动流动控制的要求，灵活设计 SDBD 执行器的 FRSD 波形。
引用
@article{arxiv.2005.10301,
title = {Modeling and theoretical analysis of SDBD plasma actuators driven by Fast-Rise-Slow-Decay Pulsed-DC voltages},
author = {Xiancong Chen and Yifei Zhu and Yun Wu and Zhi Su and Hua Liang},
journal= {arXiv preprint arXiv:2005.10301},
year = {2020}
}