合成射流改善S形进气道流场特性的研究

本项目的主要研究内容是通过数值模拟和PIV流场测量，研究合成射流对鼓包分离流、S型进气道分离流的控制效果。按计划完成了研究任务，项目的主要成果及创新点如下：.1，高效合成射流实验研究. 我们利用流动显示和PIV流场测量技术，研究了静止水流中轴对称、狭缝高效合成射流的形成和发展。实验结果表明，吸/吹比因子越大，流场脉动越强，其掺混能力也越强。同时，随着吸吹比因子的增大，吹程的实际有效雷诺数增加，形成的涡环（对）的强度增大，同时吸气过程中的平均速度减小，对涡环（对）的影响减弱，因此涡环（对）可以向下游发展到更远的位置。因此吸/吹比因子较大时可提高合成射流的流动控制效果.2， 合成射流控制 Bump流动分离. 对于本研究选用的Bump模型，存在一个最佳的激励频率范围，使流动分离被完全抑制。事实上，除了激励器的频率外，激励器的振幅也是一个重要的影响参数。因此，控制参数的优化是今后研究的主要内容之一。通过分析射流出口附近的涡量分布特性得到，不论是吹气还是吸气半周期，分离点均比未加控制时靠后，但是吹气半周期的控制效果更好。最后，探讨了不同最大吹气动量系数的控制效果，发现在一定范围内，动量系数越大，控制效果越好。.3，合成射流控制S形进气道的数值模拟研究. 研究了合成射流激励参数、布置位置等的影响。得到平均吹气速度较小的激励对靠近下壁面流场的控制效果较好，平均吹气速度较大时靠近上壁面的流场总压恢复较高。此外，在第一弯道施加合成射流控制，增大了该弯道流动能量，使流体更有能力附着下壁面向下运动的能力，从一定程度上减小了二次流的强度，反映出第一弯道后两个分量上的涡尺寸均大幅下降。第二弯道控制只可以改善当地分离状况，对整个流场的改善效果并不明显，两个弯道同时施加控制效果最好。