プラズマを用いた革新的流体アクチュエータの開発とその3次元剥離流への適用

等离子体创新流体致动器的开发及其在三维分离流中的应用

基本信息

批准号：
18860056
负责人：
松野隆
金额：
$ 1.77万
依托单位：
Tottori University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Young Scientists (Start-up)
财政年份：
2006
资助国家：
日本
起止时间：
2006 至 2007
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18860056/
关键词：
航空宇宙工学流体工学流体制御

项目摘要

平成18年度はまずプラズマアクチュエータ試験装置のセットアップと,基本的な構造のプラズマアクチュエータの剥離流への有効性実証,具体的には基本的な剥離流であるキャビティ騒音の抑制,および前胴・デルタ翼模型の空力制御試験を行なった.試験装置セットアップに関しては,プラズマ生成のための電源装置を音響用パワーアンプを改造し製作した.このほか,信号発生器・高圧系回路のセットアップとその制御用プログラムの開発を行い,プラズマアクチュエータ研究のベースを構築した.現在,ピトー圧測定などによるプラズマアクチュエータの性能の定量的な測定と,印加電圧・誘電体などによる性能向上をめざし開発を進めている.プラズマアクチュエータの有効性実証試験には,まず低速域でのキャビティ流れを適用対象として選択した,体積力の方向制御を行なうために,プラズマアクチュエータを対向化したリニアジェットを新しく考案し,これをキャビティ流れに適用することによってキャビティトーンの抑制を狙った.この結果,劇的な騒音低減効果を得られアクチュエータが設計意図通りにせん断層を上方へ移動させることを実証できた.同時に,本年度はデルタ翼に柔軟構造や微小なチップを設置したときの空力特性に関する実験を行なった.これは研究計画にある前胴模型・デルタ翼模型へのプラズマアクチュエータ適用の予備試験であり,三次元剥離流を制御するのに適した流体制御法を開発し,これをプラズマアクチュエータによって置き換えることによって効果的なデバイスを効率よく開発することを目的とした.前胴模型へのプラズマアクチュエータの適用試験に関しては米国ノートルダム大学において共同で実験を行いその空力特性への効果を調べた.しかし,現在までプラズマアクチュエータの強力な電磁ノイズによる測定データの誤差の問題が解決しておらず,共同実験者と協力してこの処理方法について議論している.

2006财年，我们首先设置了等离子体致动器测试设备，验证了等离子体致动器的基本结构对分离流的有效性，特别是抑制作为基本分离流的空腔噪声，并在机翼上进行了气动控制测试在测试设备设置方面，通过修改声功率放大器制造了用于等离子体发生的电源装置，此外还构建了信号发生器和高压系统电路设置和控制设备。我们已经建立了等离子体致动器的研究基地。目前，我们正在进行开发，目的是通过测量皮托压力等来定量测量等离子体致动器的性能，并通过施加电压、介电材料等来改善性能。为了验证执行器的有效性，我们首先设计了一种带有对置等离子体执行器的新型线性射流来控制体力的方向，并选择将其应用于低速区域的腔流。我们的目标是通过将其应用于流动来抑制空腔音。结果，我们获得了显着的降噪效果，并且能够证明执行器按照设计将剪切层向上移动。同时，今年在机翼我们对所安装的结构和微芯片的气动特性进行了实验。这是研究计划中等离子体执行器应用于前机身模型和三角翼模型的初步测试，也是控制三维分离流的测试开发适合的流体控制方法。目的是通过用等离子体致动器替代它来高效地开发一种有效的装置。我们在美国圣母大学进行了联合实验，测试等离子体致动器在前机身模型中的应用，并评估其空气动力学然而，由于等离子体执行器的强电磁噪声导致测量数据误差的问题尚未解决，我们目前正在与我们的合作实验者合作讨论如何处理这个问题。