Control of crossflow-induced laminar-turbulent transition in a 3-d boundary-layer flow using plasma actuators
使用等离子体致动器控制 3-d 边界层流中横流引起的层流-湍流转变
基本信息
- 批准号:280894121
- 负责人:
- 金额:--
- 依托单位:
- 依托单位国家:德国
- 项目类别:Research Grants
- 财政年份:2016
- 资助国家:德国
- 起止时间:2015-12-31 至 2019-12-31
- 项目状态:已结题
- 来源:
- 关键词:
项目摘要
Investigations for the control of crossflow-induced laminar-turbulent transition in 3-d boundary-layer flows by cold plasma actuators are planned using direct numerical simulations. 3-d boundary layers are typical on swept-back wings, but also on rotor blades of wind turbines where the level of oncoming turbulence is higher than in free airplane flight at relatively high altitude. To date, suction at the wall or a special setup of micron-sized roughness elements have been investigated and used for laminar flow control of 3-d boundary layers, but dielectric barrier discharge (cold) plasma actuators can be more easily operated, producing a localized volume force extending up to the boundary-layer edge. Successful operation has been demonstrated for 2-d boundary layers so far, but the control of steady and unsteady crossflow modes leading to steady or travelling crossflow vortices is promising. Based on first investigations with respect to steady modes, the primary goal of this proposal is to scrutinize the plasma-actuator control of scenarios comprising travelling modes induced by medium-level oncoming turbulence, in order to check the fundamental applicability of such a control on wind-turbine blades to improve their efficiency. The new DLR-Göttingen Prinzipexperiment serves as base flow in this stage to enable a later direct fundamental testing of the numerical findings.
采用直接数值模拟的方法研究了冷等离子体致动器对三维边界层中横流诱导的层流-湍流过渡的控制。三维边界层在后掠机翼上很常见,但在风力涡轮机的旋翼叶片上也很常见,因为在相对较高的高度上,迎面而来的湍流水平比自由飞行的飞机要高。迄今为止,人们已经研究了壁面吸力或微米尺寸的粗糙度元件的特殊设置,并将其用于三维边界层的层流控制,但介质阻挡放电(冷)等离子体致动器可以更容易地操作,产生延伸到边界层边缘的局部体积力。到目前为止,二维边界层的成功操作已经得到了证明,但是控制导致定常或行进的横流涡的定常和非定常横流模式是有希望的。基于对稳定模式的初步研究,本提案的主要目标是仔细研究等离子体致动器控制方案,包括由中等水平迎风湍流引起的行驶模式,以检查这种控制在风力涡轮机叶片上的基本适用性,以提高其效率。新的DLR-Göttingen Prinzipexperiment作为这一阶段的基础流,以便以后对数值结果进行直接的基础测试。
项目成果
期刊论文数量(4)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Control of Traveling Crossflow Vortices Using Plasma Actuators
使用等离子体致动器控制行进横流涡流
- DOI:10.1007/978-3-319-68394-2_15
- 发表时间:2018
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:P. C. Dörr;Z. Guo;J. M. F. Peter;M. J. Kloker
- 通讯作者:M. J. Kloker
Numerical Investigations on Tollmien–Schlichting Wave Attenuation Using Plasma-Actuator Vortex Generators
- DOI:10.2514/1.j056779
- 发表时间:2018-01
- 期刊:
- 影响因子:2.5
- 作者:P. C. Dörr;M. Kloker
- 通讯作者:P. C. Dörr;M. Kloker
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- 发表时间:2017
- 期刊:
- 影响因子:0
- 作者:P. C. Dörr;M. J. Kloker;A. Hanifi
- 通讯作者:A. Hanifi
Crossflow transition control by upstream flow deformation using plasma actuators
- DOI:10.1063/1.4975791
- 发表时间:2017-02-14
- 期刊:
- 影响因子:3.2
- 作者:Doerr, Philipp C.;Kloker, Markus J.
- 通讯作者:Kloker, Markus J.
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