等离子体激励器对游泳圆柱尾迹的控制

本研究利用一种先进的静电模型，研究了微型等离子体激励器对二维圆柱绕流控制的效果。在该模型中，通过求解两个椭圆方程，确定了求解域内的电势分布和等离子体分布，从而生成体积力。该力作为源项添加到动量方程中。流动的雷诺数设为 20,000，等离子体激励器以稳态方式运行。由于雷诺数较高，流动为湍流，其随时间变化的特性被建模为非定常。等离子体激励器对称地安装在相对于自由来流 45 度和 90 度的位置，分别位于圆柱表面的上方和下方。考察了激励器安装角度对圆柱下游流动质量的影响。结果表明，圆柱下游的流动质量提升了 8% 至 15%。此外，升力系数的变化改善了 40% 至 55%，阻力系数改善了 75% 至 90%。研究结果发现，位于 90 度位置的激励器性能优于 45 度位置。这归因于 90 度激励器位置更接近边界层分离起始点。此外，通过使用位于 90 度的激励器并施加 10、13 和 16 kV 三种不同电压，研究了串联布置中第一个圆柱的流动控制对第二个圆柱下游流动的影响。结果表明，下游流动质量提升了 20% 至 26%。