高能表面电弧放电控制圆柱激波实验

采用风洞实验和高速纹影系统研究高能表面电弧等离子体激励控制圆柱激波.在Ma=2的超声速风洞中,分别放置了带有10,15,20 mm这3个不同高度圆柱的实验模型,对比分析了不同高度圆柱的初始流场特征,以及高能表面电弧放电的放电电容、直流源电压和圆柱高度对圆柱脱体激波控制的影响.实验结果表明,高能表面电弧等离子体激励诱导的冲击波和热气团与激波产生相互作用,激波形状改变,强度削弱.圆柱高度越高其上方的弓形激波角越大,在施加等离子体激励后,弓形激波角减小,激波强度减弱;放电电容和直流源电压对激波控制效果的影响均呈正相关关系;随着圆柱高度的增加,控制效果减弱、有效控制作用时间缩短.

阵列式表面电弧等离子体气动激励控制三角翼流动分离的实验

为探索多路阵列式微秒脉冲表面电弧放电(μs-SAD,Microsecond pulse surface arc discharge)对尖前缘小后掠三角翼流动分离的控制效果和作用机理,首先通过放电测试和纹影测试对多路阵列式μs-SAD的激励特性进行研究,揭示其对流场的作用原理,进一步将多路阵列式μs-SAD用于三角翼流动控制,开展了小后掠三角翼流动分离控制低速风洞实验,研究了来流速度、激励电压和激励频率等参数对控制效果的影响规律。结果表明:多路阵列式μs-SAD能够快速放热,单路瞬间放电能量可达68mJ,在流场局部可诱导产生冲击波;机翼前缘多路阵列式μs-SAD能有效改善三角翼大迎角气动特性,当来流速度为30m/s时,使最大升力系数提高27.2%,失速迎角推迟4°;来流速度增大到40m/s时,流动控制效果减弱,使最大升力系数提高15.5%;存在最佳激励频率使无量纲频率F^+=1时,控制效果最好;激励电压存在阈值,其随来流速度的增加而增大,当激励电压超过阈值电压继续增大时,流动控制效果不再增强。

脉冲表面电弧放电对高超声速压缩拐角的非定常控制机理

近年来较多试验研究结果表明脉冲表面电弧放电等离子体对高超声速流动中激波位置和激波/边界层干扰有较好的控制能力。由于短放电时间、强电磁干扰和有限的放电区域,使得试验定量测量非常困难,多数试验仅获得了定性的纹影试验结果。为揭示脉冲表面电弧放电等离子体高超声速流动非定常控制机理,需要建立表面电弧放电等离子体与高超声速流动相互作用数值模拟方法。采用数值模拟和试验相结合的方法研究了脉冲表面电弧放电等离子体对高超声速压缩拐角流动的非定常控制机理。在理论分析和试验的基础上,建立了脉冲表面电弧放电唯象学模型,即将电弧放电产生的焦耳热作为空间功率密度源项添加到能量方程中,模拟脉冲表面电弧放电等离子体与高超声速压缩拐角流动之间的相互作用。与试验结果对比分析表明,不同时刻数值模拟纹影与试验纹影吻合,能较准确模拟电弧丝与流动之间的相互作用过程,验证了唯象学模型的正确性。非定常数值模拟结果揭示了电弧放电等离子体与双楔高超声速流动相互作用机理:表面电弧放电产生的局部焦耳热诱导形成近壁分离区,导致局部位移厚度增加,形成沿壁面移动的非定常虚拟楔,从而产生激波角随时间变化的斜激波,并与前楔激波之间形成包括激波反射在内的非定常激波/激波相互作用。放电形成的热气体团对后楔斜激波具有明显调控能力。在单脉冲放电控制过程中,最大减阻量约2%,最大俯仰力矩变化量约3%。

用电流波形法分析合成绝缘材料的耐电弧能力

用电流波形法分析合成绝缘材料的耐电弧能力李日隆（电气工程系）目前评价合成绝缘材料耐漏电痕迹性和耐电蚀损能力是按照ＩＥＣ—５８７法进行，即“评定在严酷环境条件下使用的电气绝缘材料耐漏电起痕性和耐电蚀损的试验方法”．此方法是一种人工加速试验，模枞绝缘材料...

活性化TIG焊熔深增加机理的研究

以不锈钢0Cr18Ni9为实验对象,涂敷含有Bi的SiO_2和TiO_2活性剂,通过1mm厚高熔点薄钨板挡住熔池流动的方法进行焊接实验,对钨板两侧Bi颗粒的分布进行了测试,分析涂敷SiO_2和TiO_2后熔池流动方向的变化,同时采集了电弧电压,结果表明:活性剂SiO_2和TiO_2改变了熔池的流动方向;SiO_2使电压提高约4.2 V,而TiO_2对电弧电压没有影响;活性剂并未使电弧整体发生收缩,而使电弧整体发生了膨胀;SiO_2使等离子体发生了收缩;电弧等离子体收缩和电弧导电通道变长是SiO_2活性剂提高电弧电压的主要原因,分析认为,SiO_2增加熔深是等离子体收缩、阳极斑点收缩和表面张力温度梯度由负变正共同作用的结果;TiO_2增加熔深只是表面张力温度梯度由负变正的作用。