دانشگاه علوم و فنون هوایی شهید ستاری - انجمن هوافضای ایران مدیر مسئول: دکتر علی نوری سردبیر: دکتر حمیدرضا زارعی جانشین سردبیر: دکتر وحید خلفی دبیر تخصصی و مدیر اجرایی: دکتر میثم نوری نیارکی ویراستار انگلیسی: دکتر روح اله ملکی نشریه علمی پژوهشی مهندسی هوانوردی 17359449 12 1 2010 05 22 Air Flow Control at a Boundary Layer Using a Surface Dielectric Barrier Discharge Actuator کنترل جریان هوا در لایه مرزی با استفاده از محرک تخلیه سد دی الکتریک 59 67 120322 FA محمدجواد جعفری مینا صفری یداله احمدی زاده بابک شکری Journal Article 2020 12 12 The aerodynamic plasma actuators have shown their capability as a flow control device in different applications. This study presents an inventory design in which a power supply is used to generate a high voltage (up to 8kV) at high frequency (up to 10 kHz) output. The High voltage generator is applied to ionize ambient air at atmospheric pressure at the surface of a plasma actuator. The configuration of the plasma actuator is simple. It consists of two electrodes arranged asymmetrically. One of the electrodes was exposed to the surrounding air, and the other was on the other side of the dielectric material.. When a high AC voltage was applied, a plasma discharge appeared on the insulator surface above the insulated electrode, and directed momentum was coupled into the surrounding air. The amount of the coupling momentum was effective in substantially altering airflow over the actuator surface. The coupling momentum induced an air flow that expanded over both sides of dielectric layer. Such a coupling can increase air velocity in boundary layer from zero modifying air flow. However in this study the induced air flow was measured in the absence of external airflow using a pilot tube. The effect of frequency and dielectric material on induced air velocity was also studied. The results showed that there is an optimal frequency (7.5 kHz in this study) at which the induced air flow reaches its maximum velocity. The results revealed that the induced air velocity at the top of dielectric up to 0.5 mm reaches to 5m/s for Plexiglas dielectric and to 6m/s for Teflon. Hence, the dielectric constant plays a significant role in inducing air velocity. The advantages of the plasma actuator flow control device over traditional flow control devices are: smaller in size and weight, absence of moving parts, higher reliability, inexpensiveness, broader bandwidth (quick response), reduced drag and increased aerodynamic agility. محرک‌های پلاسمایی آیرودینامیک، قابلیت خود را به ­عنوان یک ابزار کنترل جریان در کاربردهای متفاوت، نشان داده‌است. مطالعه حاضر نتایج یک طرح ابتکاری را ارائه می دهد که در آن از یک منبع تغذیه برای تولید جریان ولتاژ بالا (بیش از 8 کیلو ولت) و در بسامد بالا (بیش از 10 کیلوهرتز) استفاده شد. سپس این جریان برای یونیزه کردن هوای راکد در فشار اتمسفری در سطح یک قطعه محرک پلاسمایی به ­کار برده شد. پیکربندی محرک پلاسمایی مورد استفاده در این مطالعه بسیار ساده و شامل دو الکترود بود که به­طور نامتقارن چیده شدند. یکی از الکترودها در معرض هوای محیط و دیگری در طرف دیگر ماده دی‌الکتریک قرار گرفت. وقتی یک ولتاژ  متناوب بالا اعمال می‌شد، تخلیه پلاسمایی روی سطح عایق، بالای الکترود عایق شده ظاهر می‌گردید و تکانه هدایت شده به­ درون هوای محیط جفت می‌شد. مقدار جفت شدگی تکانه در تغییر اساسی جریان هوا روی سطح محرک مؤثر بود. جفت شدگی تکانه یک جریان هوای القایی تولید می‌کرد که روی دو طرف لایه دی‌الکتریک کشیده می‌شد. این جفت شدگی، سرعت هوا را در لایه مرزی از مقدار صفر افزایش می­ داد و باعث اصلاح جریان هوا در لایه مرزی می‌گردید. در این مطالعه سرعت جریان القایی در غیاب جریان هوا اندازه گیری ‌شد. این سرعت القایی را می‌توان به­ وسیله لوله پیتوت اندازه گرفت. در این پژوهش اثر بسامد و جنس ماده دی‌الکتریک بر میزان افزایش سرعت القایی بررسی شد. نتایج نشان داد که در یک بسامد بهینه (در این مطالعه فرکانس 5/7 کیلوهرتز) سرعت جریان القایی به حداکثر مقدار خود می‌رسد. نتایج همچنین نشان داد که سرعت القایی در ارتفاع 5/0 میلی­متری بالای دی‌الکتریک پلکسی گلاس به 5 متر برثانیه و در تفلون نزدیک به 6 متر بر ثانیه می رسد. بنابراین ثابت دی‌الکتریک در میزان سرعت القایی نقش قابل توجهی ایفا می‌کند. وزن کم، کوچک بودن اندازه، عدم نیاز به اجزای متحرک، قابلیت اطمینان بالا، پایین بودن قیمت، پهنای باند بالا، پاسخ سریع و افزایش چالاکی آیرودینامیکی جزو مزایای عمده قطعه کنترل جریان محرک پلاسما نسبت به قطعات کنترل جریان سنتی است. https://www.joae.ir/article_120322_d8056c5849a93afdc91cf72c7210a7ce.pdf