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.

在2006年，我们首先设置了等离子体执行器测试装置，证明了等离子体执行器对剥离流的基本结构的有效性，特别是抑制了腔噪声，这是基本的剥离流以及前气缸和Delta机翼模型的空气动力控制测试。关于测试设备的设置，我们修改了声功率放大器以产生等离子体。此外，我们还打开了信号发生器和高压电路的设置，并打开了控制程序。该系统的开发是为了建立有关血浆致动器的研究基础。目前，正在进行开发，目的是通过测量PITOT压力来定量测量血浆执行器的性能，并使用施加电压和介电作用来改善性能。在证明血浆致动器的有效性时，首先选择了具有面向体积力方向的血浆致动器的新线性射流，以低速在低速下应用腔流量，并且为了控制体积力的方向，为了控制血浆致动器的方向，该方向被设计用于创建为腔。目的是通过将腔粘贴到流中来抑制腔张力。结果，实现了巨大的噪声效果，并且执行器能够根据预期向上移动剪切层。同时，今年，当在三角洲翼上安装了柔性结构和微芯片时，我们对空气动力学特性进行了实验。这是针对研究项目中等离子体执行器在前部和三角洲机翼模型中应用的初步测试，我们开了一种用于控制三维剥离流的流体控制方法。目的是通过用血浆执行器代替它们来有效开发有效的设备。关于将血浆致动器应用于前缸模型，研究了美国巴黎大学的联合实验，并研究了其对空气动力特性的影响。但是，到目前为止，由于血浆执行器中强电磁噪声而导致的测量数据错误问题尚未解决，并且已经与合作者合作讨论了处理方法。