超声速非平衡电离磁流体流动控制试验和数值模拟

【类型】期刊

【作者】李益文 樊昊 张百灵 王宇天 段成铎 高岭 庄重 何国强 

【刊名】航空学报

【关键词】 电导率 非平衡电离 磁流体流动控制 等离子体 超声速

【资助项】国家自然科学基金；中国博士后科学基金；陕西省自然科学基础研究计划

【摘要】为了开展磁流体(MHD)流动控制原理研究,建立了磁流体技术试验系统,采用电容耦合射频-直流组合放电对Ma=3.5气流进行电离,在磁场作用下产生顺/逆气流方向的洛伦兹力控制流场,采用试验段静压变化来监测磁流体流动控制效果,通过一维模型计算磁流体流动控制过程中流场变化情况,分析磁流体流动控制效果;通过添加电磁源项的Navier-Stokes方程耦合电势泊松方程建立了二维磁流体动力模型,对磁流体流动控制进行数值模拟研究。主要结论如下:在磁场约束下,电容耦合射频-直流组合放电能够在Ma=3.5流场中产生大体积均匀电流,电导率约0.015S/m;在焦耳热和洛伦兹力作用下,磁流体加速时静压升高了130Pa,减速时静压升高了200Pa;磁流体流动控制过程中,仅有不足10%的能量在磁流体通道内发生了作用;数值模拟结果显示,在试验条件下,加速时静压升高了128Pa,减速时静压升高了208Pa,与试验结果基本吻合。

【年份】2017

【期号】第3期

【页码】151-160

【作者单位】西北工业大学航天学院燃烧流动和热结构重点实验室；空军工程大学等离子体动力学实验室

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