Study of Induced EHD Flow by Microplasma Vortex Generator
Study of Induced EHD Flow by Microplasma Vortex Generator
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微等离子体涡流发生器诱导EHD流的研究
DOI：
10.1109/tps.2019.2952166
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发表时间：
2019
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
D. Nonaka. J. Kristof and K. Shimizu
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
M. Blajan;D. Nonaka. J. Kristof and K. Shimizu
对于流量控制，等离子体执行器具有无移动部件的优点。进行了使用微等离子体致动器产生涡流的实验研究。此外，还开发了 3D 数值模拟代码来计算微等离子体致动器产生的流量。数值模拟使用 Suzen-Huang 模型与 Navier-Stokes 方程相结合。我们的微等离子体致动器在接地电极和高压通电电极之间具有厚度为 25 μm 的薄介电层，这使得能够以低于 1 kV 的电压驱动我们的设备。高压电极和接地电极都有孔。在这一系列实验中，向电极施加幅度为1 kV、频率为20 kHz的交流电压。使用 Nd: YVO4532-nm 激光可视化诱导流，并使用粒子跟踪测速 (PTV) 方法测量流速。焚香烟雾被用作示踪粒子。在高压电极的孔周围感应出电流体动力（EHD）流，从而在这些孔上方出现涡流。为了研究流动的基本现象，将一孔和四孔与电极隔离；因此，可以在电极的简化版本中观察到该现象。与实验结果相比，3D数值模拟代码在数值和流动配置方面显示出相似的结果。
For flow control, plasma actuators have the advantages of no moving parts. An experimental study was carried out to generate vortexes using a microplasma actuator. Also, a 3-D numerical simulation code was developed to calculate the flow generated by the microplasma actuator. The numerical simulation used the Suzen-Huang model coupled with Navier-Stokes equations. Our microplasma actuator has a thin dielectric layer with a thickness of 25 μm between the grounded and highvoltage energized electrodes, which enables to drive our device at less than 1 kV. The high-voltage and grounded electrodes have both holes. In the series of experiments, an ac voltage with an amplitude 1 kV and a frequency of 20 kHz was applied to the electrode. The induced flow was visualized using an Nd: YVO4532-nm laser, and the flow velocity was measured using the particle tracking velocimetry (PTV) method. Incense smoke was utilized as a tracer particle. The electrohydrodynamic (EHD) flow was induced around the holes of high-voltage electrode, thus vortexes appeared above these holes. In order to study the basic phenomena of the flow, one and four holes were isolated from the electrode; thus, the phenomena could be observed in a simplified version of the electrode. The 3-D numerical simulation code showed similar results both in values and flow configuration compared with the experimental results.
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