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压电驱动狭缝喷口自耦合射流流动特征研究

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谭晓茗 张靖周

南京航空航天大学,南京210016

中国机械工程
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国际标准刊号:ISSN 1004-132X
国内统一刊号:CN 42-1294

摘  要:

采用实验和数值模拟相结合的方法对自耦合射流的流动特性进行了研究。研究结果表明:在紧邻喷口的法向距离内,涡对周期性地生成、破碎和融合,在某个法向距离上形成较为稳定的连续性射流;自耦合射流在发展过程中呈现出在短轴方向急剧扩展,而在长轴方向先向内汇聚、再向外发展的特征;自耦合射流的速度分布与常规射流的速度分布相比,两者在喷口水平方向上均呈现比较规律的速度自模的特征,但在喷口长轴方向,接近喷口的位置速度分布呈现明显的对称马鞍状,随着离喷口法向距离的增加,这种马鞍状的分布逐渐消失。[著者文摘]

dynamic mesh 0 引言自耦合射流激发器是一种小型或微型的流体控制器件,其工作原理是:在一个开缝或孔的腔体上利用压电材料或薄膜的周期振动使出处产生一系列向外扩展的非定常涡环,这一系列的涡环在向外扩展的过程中经历破碎、融合等过程,最终形成一股稳定的射流,称为自耦合射流。由于自耦合射流能够对附面层和主流产生重要的影响,甚至可以改变主流的方向,因此被认为是一种全新的流动控制概念。在航空航天领域,这一技术可以用于卫星姿态的调整、机翼前沿边界层分离控制和增加升力等】。在实际应用中,只需要改变激发器的电流及频率等参数即可实现对自耦合射流整体效果的控制。目前,在自耦合射流的形成机理和演变过程j、自耦合射流的数值模拟、自耦合射流激发器的研制和性能研究,以及自耦合射流激发器的应用_7 等方面已开展了众多基础性的研究,但对自耦合射流的流场特性,尤其是三维流场特性的认识仍然不够充分。收稿日期:20O6 。
China Mechanical Engineering

栏目信息:

科学基金

分 类 号:

O354 V231.1

文章编号:

1004-132X(2007)21-2600-05

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[参考文献]

Flow Features of Synthetic Jet from Slot Nozzle Actuator Driven by Piezoelectric Membrane

Tan Xiaoming ,Zhang Jingzhou ( Nanjing University of Aeronautics and Astronautics, Nanjing, 210016 )

Abstract:

Experimental study and numerical simulation were used to study the flow characteristics of a synthetic jet. The results show that. near the slot exit, pairs of vortexes are generated, broken down and merged together periodically, forming the continue jet at one normal distance near the slot nozzle. And during the development, the synthetic jet spreads rapidly in the short axis direction, this means the weaker strain of the side synthetic jet. Comparing with the constant jet, the velocity profiles of the synthetic jet is self--similar in the short axis direction, While in the long axis direction, the synthetic jet contracts firstly and then spreads slowly. Near the nozzle, the velocity distribution on the slot length is like a saddle while with the distance far away it disappeares[著者文摘]

Key words:

synthetic jet; flow characteristics; numerical simulation; dynamic mesh

收稿日期: 2006-09-07

基金资助:

国家自然科学基金资助项目(50276028)

作者简介:

谭晓茗,女,1976年生。南京航空航天大学能源与动力学院讲师、博士。主要研究方向为传热传质、强化冷却。发表论文10余篇。 张靖周,男,1964年生。南京航空航天大学能源与动力学院教授、博士研究生导师。

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