Excitation of Stationary Cross-Flow Instability Modes Using a Plasma Actuator Based on Dielectric Barrier Discharge

封面

如何引用文章

全文:

开放存取 开放存取
受限制的访问 ##reader.subscriptionAccessGranted##
受限制的访问 订阅存取

详细

The article presents the results of studying the stationary mode of cross-flow instability excited by a plasma actuator based on dielectric barrier discharge in a three-dimensional boundary layer on a swept plate with an induced pressure gradient. It is shown that the actuator generates an instability mode of a given wavelength with an initial amplitude of up to 2% of the free-stream velocity, while the signal-to-noise ratio is no greater than 15%. As a result of a parametric study, a family of growth curves of the excited instability mode was obtained as a function of the parameters of the voltage supplying the discharge. It is shown that the initial amplitude of stationary cross-flow vortices generated by the actuator in the studied range of parameters depends quadratically on the overvoltage at the electrodes and linearly on frequency, which coincides with a similar dependence for the actuator thrust.

作者简介

A. Kotvitsky

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Email: alex.kotvitsky00@gmail.com
Moscow, Russia

I. Moralev

Joint Institute for High Temperatures, Russian Academy of Sciences

Email: alex.kotvitsky00@gmail.com
Moscow, Russia

M. Ustinov

Central Aerohydrodynamic Institute

Email: alex.kotvitsky00@gmail.com
Zhukovsky, Russia

A. Abdullaev

Moscow Institute of Physics and Technology

编辑信件的主要联系方式.
Email: alex.kotvitsky00@gmail.com
Dolgoprudny, Russia

参考

  1. Saric W., Reed H., White E. Stability and Transition of Three-dimensional Boundary Layers // Annu. Rev. Fluid Mech. 2003. V. 35. № 1. P. 413.
  2. Устинов М.В. Ламинарно-турбулентный переход в пограничном слое (обзор). Ч. 1. Основные виды ламинарно-турбулентного перехода на стреловидном крыле // Уч. зап. ЦАГИ. 2013. Т. 44. № 1. С. 3.
  3. Bippes H. Basic Experiments on Transition in Three-dimensional Boundary Layers Dominated by Crossflow Instability // Progress in Aerospace Sciences. 1999. V. 5. № 4. P. 363.
  4. Borodulin V.I., Ivanov A.V., Kachanov Y.S. Swept-wing Boundary-layer Transition at Various External Perturbations: Scenarios, Criteria, and Problems of Prediction // Phys. Fluids. 2017. V. 29. № 9. P. 094101.
  5. Messing R., Kloker M. Investigation of Suction for Laminar Flow Control of Three-dimensional Boundary Layers // J. Fluid Mech. 2010. V. 658. P. 117.
  6. Wassermann P., Kloker M. Mechanisms and Passive Control of Crossflow-vortex-induced Transition in a Three-dimensional Boundary Layer // J. Fluid Mech. 2002. V. 456. P. 49.
  7. Messing R., Kloker M. Effect of Suction Through Arrays of Holes in a 3-D Boundary Layer Investigated by Spatial Direct Numerical Simulation in Laminar-turbulent Transition // Proc. IUTAM Symposia “Laminar-Turbulent Transition”. Sedona: Springer, 1999. P. 235.
  8. Dörr P., Kloker M. Stabilization of a Three-dimensional Boundary Layer by Base-flow Manipulation Using Plasma Actuators // J. Phys. D: Appl. Phys. 2015. V. 48. № 28. P. 285205.
  9. Saric W., Carrillo R.B., Reibert M. Leading-edge Roughness as a Transition Control Mechanism // 36th AIAA Aerospace Sciences Meeting and Exhibit. Reno, 1998. P. 781.
  10. Kotsonis M., Ghaemi S., Veldhuis L., Scarano F. Measurement of the Body Force Field of Plasma Actuators // J. Phys. D: Appl. Phys. 2011. V. 44. № 4. P. 452204.
  11. Голуб В.В., Савельев А.С., Сеченов В.А., Сон Э.Е., Терешонок Д.В. Плазменная аэродинамика в сверхзвуковом потоке газа // ТВТ. 2010. Т. 48. № 6. С. 948.
  12. Стариковский А.Ю., Александров Н.Л. Управление газодинамическими потоками с помощью сверхбыстрого локального нагрева в сильнонеравновесной импульсной плазме // Физика плазмы. 2021. Т. 47. № 2. С. 126.
  13. Устинов М.В., Попов И.М., Селивонин И.В., Моралев И.А. Локализованное возбуждение двумерного пограничного слоя единичными микроразрядами в плазменном актуаторе // ПМТФ. 2022. Т. 63. № 4. С. 3.
  14. Yadala S., Hehner M., Serpieri J., Benard N., Dörr P., Kloker M., Kotsonis M. Experimental Control of Swept-wing Transition through Base-flow Modification by Plasma Actuators // J. Fluid Mech. 2018. V. 844. P. R2.
  15. Baranov S.A., Chernyshev S.L., Khomich V.Yu. et al. Experimental Cross-flow Control in a 3D Boundary Layer by Multi-discharge Plasma Actuators // Aerosp. Sci. Technol. 2021. V. 112. P. 106643.
  16. Баранов С.А., Киселёв А.Ф., Моралев И.А., Сбоев Д.С., Толкачёв С.Н., Чернышев С.Л. Управление ламинарно-турбулентным переходом в трехмерном пограничном слое при повышенной внешней турбулентности с помощью диэлектрического барьерного разряда // Докл. РАН. 2019. Т. 486. № 6. С. 668.
  17. Selivonin I.V., Lazukin A.V., Moravel I.A., Krivov S.A. Effect of Electrode Degradation on the Electrical Characteristics of Surface Dielectric Barrier Discharge // Plasma Sources Sci. Technol. 2018. V. 27. № 8. P. 850003.
  18. Moralev I., Bityurin V., Firsov A., Sherbakova V., Selivonin I., Ustinov M. Localized Micro-discharges Group Dielectric Barrier Discharge Vortex Generators: Disturbances Source for Active Transition Control // J. Aerosp. Eng. 2020. V. 234. № 1. P. 42.
  19. Moralev I., Sherbakova V., Selivonin I., Bityurin V., Ustinov M. Effect of the Discharge Constriction in DBD Plasma Actuator on the Laminar Boundary Layer // Int. J. Heat Mass Transfer. 2018. V. 116. P. 1326.

补充文件

附件文件
动作
1. JATS XML
2.

下载 (367KB)
3.

下载 (197KB)
4.

下载 (496KB)
5.

下载 (279KB)
6.

下载 (128KB)
7.

下载 (129KB)

版权所有 © А.Я. Котвицкий, И.А. Моралёв, М.В. Устинов, А.А. Абдуллаев, 2023

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».