[发明专利]一种模型风洞试验地板等离子体边界层主动控制装置及其控制方法

说明书

本发明公开了一种模型风洞试验地板等离子体边界层主动控制装置，包括：试验台架地板，其距离地面一定高度设置；以及试验模型，其设置在所述试验台架地板上；等离子体激励器，其设置在所述试验模型前方的试验台架地板上，所述等离子体激励器包括：多个裸露电极，其间隙设置在所述等离子体激励器外表面并与等离子体激励器电源高压输出端连接；多个掩埋电极，其设置在相邻两个所述裸露电极之间的绝缘介质材料内部并与等离子体激励器电源低压输出端连接；其中，相邻的在前裸露电极和在后掩埋电极为一组，各组之间并联。本发明还提供了该装置的控制方法，能够根据风速不同控制电源的输出电压以降低地板边界层厚度，提高精度。

技术领域

本发明涉及汽车风洞实验技术领域，更具体的是，本发明涉及一种模型风洞试验地板等离子体边界层主动控制装置及其控制方法。

背景技术

汽车在道路上行驶时，空气与汽车存在相对运动，在车前不同高度上气流的相对速度为常数，等于汽车行驶速度U。风洞实验时，由于地面边界层的存在，使近壁面速度较小，造成来流平均动压降低，并且边界层在流动过程中会逐渐变厚，容易导致实验测得气动力偏离真实值。

为消除地板边界层对实验结果的影响，实车试验采取的控制方法主要是边界层吹除、抽吸，配合地洞地面系统，其控制效果较好，但也存在结构复杂，价格昂贵，布置不便等问题。比例模型试验时，要求地板边界层位移厚度小于车辆底面到地板表面间隙的0.1倍，对于1/4模型就需要边界层厚度控制在5mm以下范围。为减小边界层发展带来的厚度增加，一般在风洞地面一定高度上重新搭建试验台架，为避免试验台架地板带来的风向干扰，测试车距离地板前缘不能太近，也不可避免的带来的地板边界层厚度发展的影响。

发明内容

本发明的目的是设计开发了一种模型风洞试验地板等离子体边界层主动控制装置，能够降低模型风洞试验地板边界层厚度，减小试验误差。

本发明的另一个目的是设计开发了一种模型风洞试验地板等离子体边界层主动控制装置的控制方法，能够根据风速不同控制电源的输出电压以降低地板边界层厚度，提高试验精度。

本发明提供的技术方案为：

一种模型风洞试验地板等离子体边界层主动控制装置，包括：

试验台架地板，其距离地面一定高度设置；以及

试验模型，其设置在所述试验台架地板上；

等离子体激励器，其设置在所述试验模型前方的试验台架地板上，所述等离子体激励器包括：

多个裸露电极，其间隙设置在所述等离子体激励器外表面并与等离子体激励器电源高压输出端连接；

多个掩埋电极，其设置在相邻两个所述裸露电极之间的绝缘介质材料内部并与等离子体激励器电源低压输出端连接；

其中，相邻的在前裸露电极和在后掩埋电极具有一定距离并且为一组，各组裸露电极和掩埋电极之间并联。

优选的是，所述裸露电极的宽度小于2mm，厚度小于0.05mm。

优选的是，所述掩埋电极的宽度为5～8mm，厚度为0.5～1mm。

优选的是，所述裸露电极沿所述试验台架地板径向与掩埋电极的距离为2～3mm；所述掩埋电极沿所述试验台架地板轴向与其前方最近的裸露电极的距离为10～15mm，与其后方最近的裸露电极的距离为19-23mm。

优选的是，所述绝缘介质为聚酰亚胺或石英玻璃，所述电极为铜电极。

优选的是，所述试验模型前端与所述试验台架地板前缘的距离为800～1200mm；所述试验模型与所述等离子体激励器的距离为100～300mm。

优选的是，所述试验模型前端与所述试验台架地板前缘的距离为1000mm；所述试验模型与所述等离子体激励器的距离为200mm。