بررسی عددی تاثیر عملگرهای پلاسمای سد تخلیه دیالکتریک (DBD) بر کنترل جدایش جریان فراصوت | ||
| مکانیک سازه ها و شاره ها | ||
| دوره 11، شماره 4، مهر و آبان 1400، صفحه 133-148 اصل مقاله (1.49 M) | ||
| نوع مقاله: مقاله مستقل | ||
| شناسه دیجیتال (DOI): 10.22044/jsfm.2020.9821.3210 | ||
| نویسندگان | ||
| امین نظریان شهربابکی1؛ مهرداد بززاززاده* 2؛ روح ا... خوشخو3 | ||
| 1دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران | ||
| 2دانشیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران | ||
| 3استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران | ||
| چکیده | ||
| هدف از این پژوهش، کنترل جریان فراصوت عبوری از یک سطح شیبدار تراکمی در عدد ماخ 5/1 با استفاده از عملگر پلاسمای سد تخلیه دیالکتریک (DBD) میباشد. بهمنظور شبیهسازی عددی، از معادلات ناویر استوکس دو و سهبعدی به همراه مدل آشفتگی kωSST و روش جیمسون استفاده شده است. عملگر پلاسمایی بهصورت پایا و با بهرهگیری از رویکرد پدیدهشناسی شایی شبیهسازی و بهصورت جمله چشمه به معادلات ممنتم اعمال شده است. نتایج عددی نشان دادند که حضور دو ردیف عملگر پلاسمایی با ولتاژ kV 75 و فرکانس kHz 2 در محل شروع جدایش جریان، موجب کاهش ناحیه جدایش به اندازه mm 10، جابجایی موقعیت موج ضربهای و افزایش زاویه آن به مقدار 2 درجه شده است. بررسیهای پارامتریک نشان دادند که حالت بهینه تاثیرگذاری عملگر بر کنترل جدایش زمانی است که دقیقاً در محل شروع جدایش قرار گیرد. همچنین، افزایش فرکانس و ولتاژ میدان الکتریکی موجب کاهش ناحیه جدایش و جابجایی موج ضربهای میگردد. در نهایت، افزایش تعداد عملگرها به سه ردیف، افزایش فرکانس تا 10 کیلوهرتز و ولتاژ تا 75 کیلوولت، بهطور کامل موجب حذف ناحیه جریان گردابی ناشی از جدایش جریان گردید. | ||
| کلیدواژهها | ||
| عملگر پلاسمای DBD؛ جریان فراصوت؛ شبیهسازی عددی؛ جدایش جریان | ||
| مراجع | ||
|
[1] Saad MR (2013) Experimental studies on shock boundary layer interactions using micro-ramps at Mach 5. Dep. of Mech., Aer. & Civil Eng., Uni. of Manchester.
[2] Smith A N, Babinsky H, Fulker JL Ashil PR (2004) Shock-wave/boundary-layer interaction control using streamwise slots in transonic flows. J Aircraft 41(3): 540-546.
[3] Sarimurat MN, Dang TQ (2012) Shock management in diverging flow passages by blowing/suction, part 2: applications. J Propul Power 28(6): 1230-1242.
[4] Falempin F, Wendling E, Goldfeld M, Starov AV (2006) Experimental investigation of starting process for a variable geometry air inlet operating from Mach 2 to Mach 8. 42nd AIAA Joint Pro. Conf. & Ex.
[5] Huang J, Hu B, Li Z, Zhang J, Qian Z, and Lan S (2020) The effects of plasma-based body force on flow separation suppression. CMAS 52: 113-129.
[6] Abdollahzadeh M, Páscoa JC, Oliveira PJ (2014) Two-dimensional numerical modeling of interaction of micro-shock wave generated by nanosecond plasma actuators and transonic flow. J Comput Appl Math 270: 401-416.
[7] قرائیان م، رمضانی زاده م، طیبی رهنی م، (۱۳۹۸) بررسی عددی کنترل فعال جدایش جریان آشفته از روی پله پسرو تحت تاثیر عملگر پلاسمایی DBD بخش دوم: تاثیر ولتاژ تغذیه در مد تحریک دائمی، بیست و چهارمین کنفرانس سالانه بینالمللی انجمن مهندسان مکانیک ایران، یزد، ایران.
[8] عبدی زاده غ، قاسملو س (1398) بررسی عددی اثر عملگر پلاسمایی بر ضرایب آیرودینامیکی یک ایرفویل تحت نوسان انتقالی، مهندسی مکانیک دانشگاه تبریز 248-239 :(49)88.
[9] امیدی ج، مظاهری ک (1397) شبیهسازی عددی عملگر پلاسمایی به منظور کنترل جدایش لایهمرزی با استفاده از مدل الکتروستاتیک ارتقا یافته. مجله مهندسی مکانیک شریف 33-22 :(1)34.
[10] Porrello C, Roy S, Pimentel RG (2020) separation control inside a rectangular supersonic inlet using dielectric barrier discharge plasma actuators. AIAA Scitech, Orlando 2020.
[11] Patel MP, Alan BC, Christopher CN (2012) Shock generation and control using dbd plasma actuators. SBIR Phase I Final Rep, NASA/CR.
[12] Gonzalez P, Qin N (2020) Plasma models in hybrid RANS-LES simulation for backward facing step flow control. CMAS 52: 93-112.
[13] Erfani R, Kontis K (2020) MEE-DBD plasma actuator effect on aerodynamics of a NACA0015 aerofoil: separation and 3D wake. CMAS 52: 75-92.
[14] Im S, Do H, Cappelli M (2010) Dielectric barrier discharge control of a turbulent boundary layer in a supersonic flow. Jpn J Appl Phys 2 97(4): 041503.
[15] William Graebel (2007) Advanced fluid mechanics. 1st edn, Academic Press.
[16] Shyy W, Jayaraman B, Andersson A (2002) Modeling of glow discharge-induced fluid dynamics. JPN J APPL PHYS 92(11): 6434-6443.
[17] Jameson A, and Mavriplis D (1985) Finite volume solution of the two-dimensional euler equations on a regular triangular mesh, The 23rd Aero. Sci. Meeting, Nevada.
[18] Sosa R, Artana G (2006) Steady control of laminar separation over airfoils with plasma sheet actuators. J Electrostat 64(7-9): 604-610. | ||
|
آمار تعداد مشاهده مقاله: 1,722 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 1,194 |
||