槽道湍流展向振荡电磁力减阻的机理研究

对槽道湍流的展向振荡电磁力控制进行了实验和数值研究.实验通过PIV系统和浮动床阻力测试系统记录近壁区的条带变化和壁面阻力变化.计算时,利用谱方法直接模拟电磁力控制下的近壁流场.实验和计算结果定性一致,皆表明展向振荡电磁力可以减少壁面阻力,并使条带倾斜.计算结果还进一步揭示了电磁力减阻的机理.电磁力诱导产生的流向涡与壁湍流的相互作用,在近壁处形成负的脉动展向涡,该涡将导致流向涡的倾斜和振荡,从而抑制湍流,减少壁面阻力.

磁悬浮径向轴承振荡电磁力控制仿真研究

针对传统方法无法实现对磁悬浮径向轴承振荡电磁力的有效控制,存在控制偏差较大、响应效率过低等问题,提出了一种高效的振荡电磁力自动控制方法。磁悬浮径向轴承电磁力系统由电学系统和力学系统构成,通过差动控制法实现转子的稳定悬浮,利用模糊规则对比例系数、积分作用系数、微分作用系数约束,使其可以在任意时刻下实现自调整,确保轴承时刻保持稳定的运行状态。通过仿真验证,所提方法具有理想的响应效率和控制精度,满足磁悬浮轴承运行需求,避免了振荡较大情况的发生。

翼型绕流不同频率展向振荡电磁力减阻控制实验研究

研究结果表明展向振荡电磁力可控制湍流边界层,电磁力的振荡频率对湍流的控制效果有影响,但并未讨论电磁力振荡频率对控制效果的影响机理。实验研究了不同频率展向振荡电磁力控制翼型绕流的减阻效果及其影响机理。实验在转动的水槽中进行,在翼型的背风面包覆展向振荡电磁力激活板,并将其浸入水槽中,利用应变传感器测量翼型的阻力,基于意法半导体公司生产的微处理器开发电磁力控制器,用于控制电磁力的方向和振荡频率。研究结果表明展向振荡电磁力对翼型绕流具有减阻效果,对比分析了不同频率的展向振荡电磁力的减阻效果,发现电磁力的振荡频率为20 Hz时减阻效果较优,减阻效率可达到18%;展向振荡电磁力可减小翼型阻力的振动幅值,具有减震功能;当电磁力的振动频率与阻力曲线内小波动频率相近时,电磁力的减阻减震的效果最佳。

槽道湍流的展向振荡电磁力壁面减阻

采用直接数值模拟方法,对槽道湍流的展向振荡电磁力的减阻效果和减阻机理进行了研究,讨论了电磁力强度和振荡频率对湍流猝发事件以及壁面减阻率的影响.结果表明,电磁力强度或振荡频率变化时,湍流猝发频率和猝发强度的变化趋势是相反的,所以存在最优参数使得减阻效果最好.等价壁面展向速度可以很好地描述电磁力强度和振荡频率的变化对减阻效果的综合效应。

槽道湍流展向振荡电磁力控制的实验研究

对槽道湍流的展向振荡电磁力控制进行了实验研究,讨论了展向振荡电磁力对宏观流场、近壁湍流结构以及壁面阻力的影响.采用谱方法进行了数值模拟的对比.数值模拟和实验结果均表明展向振荡电磁力能够使近壁区域的宏观流场产生周期性振荡,并影响壁湍流的条带结构,使其在展向上发生倾斜,从而使壁面阻力减小.