国家自然科学基金(10572061)
- 作品数：6 被引量：8H指数：2
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- 电磁流体表面推进机理与效果分析被引量：4
- 2011年
- 电磁流体表面推进是在推进单元周围的导电流体中(海水、等离子体等)激励出电磁体积力,并利用电磁体积力的反作用力达到推进的目的.基于电磁场和流体力学的基本控制方程,采用有限体积法对电磁流体表面推进的效果进行了数值模拟研究,分析了在不同姿态(攻角)和不同电磁体积力的作用下,航行器周围流场结构的变化规律和推力的变化特点.研究结果表明:沿航行器表面分布的电磁体积力可以有效地改变流体边界层的结构,并能向流体边界层传输动量与能量,从而使航行器获得所需的推力.流体对航行器的黏性阻力和压差阻力的影响随作用参数的增大而减弱,且推力系数和作用参数的关系渐由非线性趋于线性,航行器所获得的推力大小主要取决于电磁体积力的强度.在航行器有攻角运行的情况下,电磁流体表面推进方式还能有效地提升航行器的升力.因此,将航行器表面设计为推进单元的工作面,对航行器整体结构的优化设计和推进效率的提高有一定意义.
- 刘宗凯周本谋刘会星刘志刚黄翼飞
- 关键词：航行器
- 电磁力控制翼型失速的实验研究
- 2010年
- 将条状电极和磁极交错布置的电磁场激活板置于弱电解质溶液中,在流体边界层上产生具有明显分布特征的电磁力(Lorentz力),利用电磁力可以改变流体边界层的结构,控制边界层的流动脱落与分离,可以增加翼型升力,减少其阻力,实现对翼型失速的控制。利用电磁力控制流体边界层的方法属流体主动控制方法之一。本文首先基于电磁场和流体的基本方程,对置于弱电解质中的不同极板宽度的电磁激活板周围的电磁场及产生的Lorentz力进行了数值模拟;其次,通过实验来验证此方法的有效性。将包覆有电磁激活板的翼型置于弱电解质溶液中,利用基于TMS320F2812(DSP芯片)组建的翼型失速实验控制系统来灵活改变翼型的迎角和转速,测量升力和阻力的变化;实验结果表明,正向电磁力能够有效地抑制和延缓翼型失速现象的发生。
- 刘鹏李艳霞周本谋
- 关键词：电磁力
- 电磁体积力对流体边界层结构的主动控制效果
- 在翼型体、圆柱钝体和槽道壁表面生成一定时序与空间分布的电磁场,在相关流体边界层上产生一定时间尺度与空间尺度分布的电磁体积力(洛伦茨力),从而改变流体边界层的结构,实现了对翼型、钝体绕流流场的有效控制,达到控制流体边界层分...
- 周本谋刘宗凯刘会星程峰单伟
- 关键词：绕流湍流拟序结构
- 文献传递
- 流体边界层上电磁力的分布特征及其对翼型绕流的控制
- 利用电磁力改变流体边界层的结构,是流体主动控制的方法之一。电磁场在导电的流体边界层上产生的电磁力具有明显的分布特征,深入认识这种特征可以更加有效地改变边界层的结构,控制边界层的流动分离, 从而有效地实现对流场的控制。基于...
- 刘鹏陈耀慧张辉周本谋
- 关键词：电磁场流体控制翼型绕流
- 文献传递
- 电磁场对圆柱绕流的控制研究概述
- 综述分析了电磁力对圆柱绕流控制研究的研究成果。电磁场在导电的流体边界层上产生的电磁体积力可以有效的改变边界层的结构,控制边界层的流动分离,从而实现对流场的控制。在一定的条件下,流体边界层上的电磁力对流体边界层具有显著的加...
- 周本谋范宝春陈志华李鸿志
- 关键词：电磁场流体控制圆柱尾迹圆柱绕流
- 文献传递
- 翼型绕流的电磁力优化控制数值模拟
- 采用电磁体积力对翼型绕流流体边界层进行控制,从而达到控制翼型绕流流场结构和改善翼型流体动力学特性的目的.基于电磁场和流体力学的基本控制方程,采用数值模拟方法对置于流动的弱电介质溶液中(如海水),不同电磁极板宽度产生的电磁...
- 刘会星周本谋刘宗凯单伟程峰
- 关键词：优化控制翼型绕流
- 文献传递
- 电磁力控制翼型体绕流的数值研究被引量：1
- 2007年
- 为考察包覆电磁激活板的翼型体绕流特性,采用数值模拟的方法研究了低雷诺数下电磁力对翼型体流场结构和绕流过程的影响,探讨了不同迎角和不同电磁力大小对翼型体尾流涡街形态和流体边界层结构的影响。计算结果表明,作用于翼型体表面的电磁力可以明显改变流体边界层的结构,抑制边界层分离,并有效提高翼型体的升力。
- 殷玲董刚周本谋陈志华范宝春
- 关键词：电磁力边界层
- 电磁力控制翼型失速的研究被引量：2
- 2007年
- 电磁场在导电的流体边界层上产生的电磁力能有效地改变边界层的结构,控制边界层的流动分离,消除涡流,可以增加翼型体升力,减少其阻力,实现对翼型失速的控制.本文基于电磁体积力控制流体边界层原理,将包覆有特制电磁激活板的翼型体置于弱电解质溶液中,利用基于TMS320F2812(DSP芯片)组建的翼型失速实验控制系统来灵活改变翼型的攻角和转速,显示流场的演化过程,测量升力和阻力的变化;实验结果表明,电磁力能够消除翼型的尾流涡街,正向电磁力能够有效地抑制和延缓翼型失速的发生.
- 刘鹏周本谋单伟
- 关键词：电磁场流体控制
- 电磁流体表面推进流场结构特征的数值研究
- 2010年
- 数值研究了弱导电流体中,具有不同电磁极条带宽度的推进单元近壁电磁力的分布特征和对流场结构的调控效果,并比较分析了不同结构的推进单元体对周围流场推进效果间的差异.采用有限体积法对流场的基本控制方程(Navier-Stokes equation)进行求解.数值结果表明,不同电磁极宽度的推进单元所激发的电磁场场强和流体边界层中电磁力的分布具有类似的变化趋势,但电磁力的渗透深度有差异.电磁极条带较宽的推进单元,其附近电磁体积力具有较好的渗透效果,但其近壁场强较弱.推进单元绕流流场的数值模拟揭示了场强的渗透较深时对推进单元周围流场的影响更加显著.流向电磁力使得边界层流向动能增加,涡量场结构发生改变.推进单元上下表面涡量值出现了正负更替分布的变化特点.
- 刘宗凯周本谋刘会星黄翼飞刘志刚
- 展向电磁力对舵面的湍流减阻控制被引量：1
- 2010年
- 将电磁激活板包覆于舵面体表面并置于流动的弱电介质溶液中(如海水),通过产生的电磁力对舵面体表面的流体边界层结构进行控制.基于近壁湍流的拟序结构理论,分析了在湍流状态下展向电磁力的方向、强度、脉动方式与作用频率对湍流减阻的控制作用效果.研究结果发现,一定强度和间歇频率的展向电磁力能够有效地减小湍流状态下的舵面体所受到的流体阻力,表明湍流边界层上的展向电磁力能够影响控制舵面的湍流流体动力学特性.
- 刘会星周本谋刘宗凯罗一兵程峰
- 关键词：舵面绕流湍流减阻拟序结构
