Development of an airflow control actuator that provides effective control over fluctuating flow

开发气流控制执行器，可有效控制脉动流量

基本信息

批准号：
22H01461
负责人：
小室淳史
金额：
$ 11.15万
依托单位：
The University of Tokyo
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-04-01 至 2025-03-31
项目状态：
未结题

项目摘要

初年度は風洞実験システムの構築から始めた。ピッチング運動システムは当初計画では特注で製作する予定であったが、費用を削減するために自作することにした。手始めとして、制御が容易なステッピングモーターを用いて比較的重量の軽いアクリルの円柱をピッチング運動させる機構を製作した。アクリル円柱は表面に圧力穴をあけ、表面圧力を計測できるようにした。モータードライバと圧力計測のシステムを統合し、圧力の値をモニタリングしながらモーターの速度や回転向きを変えられるフィードバックシステムを構築した。モニタリングされる圧力値に対して任意の閾値を与え、その値によってモーターの速度が変化することが確認できた。次に、円柱にプラズマアクチュエータを取り付け、ピッチング回転をする円柱に対してプラズマアクチュエータによる気流制御を試みた。プラズマアクチュエータの電源には制御が容易な交流高電圧電源を用い、ピッチング運動の変動角度や中心各、回転速度を変化させながら気流制御実験を行った。結果として、プラズマアクチュエータは気流剥離前の流れに対して剥離を抑制する効果を発揮するが、すでに剥離してしまった流れに対しては効果が小さいことがわかった。このことは、ピッチング運動する模型に対してはプラズマアクチュエータを駆動するタイミングが非常に重要であることを示唆しており、気流剥離の有無をモニタリングしながらプラズマアクチュエータを駆動することの有効性を示している

第一年始于建立风洞实验系统。俯仰运动系统最初是计划是定制的，但我决定自己降低成本。对于初学者来说，采用了一种机制，可以使用易于控制的垫脚电机俯仰相对较轻的丙烯酸缸。丙烯酸缸在表面上有一个压力孔，可以测量表面压力。已经集成了电机驱动器和压力测量系统，以创建一个反馈系统，该反馈系统可以在监视压力值的同时改变速度和旋转方向。给监视的压力值给出了任意阈值，并确认电动机的速度取决于值。接下来，将等离子体执行器连接到圆柱体上，并试图通过在俯仰和旋转的气缸上控制气流。易于控制的AC高电压源被用作等离子体执行器的电源，并在改变倾斜运动角度，中心和旋转速度的同时进行了气流控制实验。结果，等离子体执行器表现出抑制气流脱离之前流动的分离的作用，但是已经发现，对于已经被脱离的流量的效果很小。这表明，驱动等离子体执行器的时机对于俯仰模型极为重要，表明在监测气流分层的存在或不存在时，驱动等离子执行器的有效性。