超声速非平衡电离磁流体流动控制试验和数值模拟

• 作者: 何国强 庄重 张百灵 李益文 樊昊 段成铎 王宇天 高岭
• 来源期刊: 航空学报
• 学科: 航空航天
• 关键词: 等离子体 磁流体流动控制 超声速 非平衡电离 电导率
• 年，卷（期）: 2017,（3）
• 所属期刊栏目: 流体力学与飞行力学
• 页码范围: 146-155
• 页数: 10页
• 分类号: V211.73
• 字数: 7728字
• 语种: 中文
• DOI: 10.7527/S1000-6893.2016.0188

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0.015 S/m;在焦耳热和洛伦兹力作用下,磁流体加速时静压升高了130 Pa,减速时静压升高了200 Pa;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128 Pa,减速时静压升高了208 Pa,与试验结果基本吻合.