کنترل جریان هوا در لایه مرزی با استفاده از محرک تخلیه سد دی الکتریک

محرک های پلاسمایی آیرودینامیک، قابلیت خود را به عنوان یک ابزار کنترل جریان در کاربردهای متفاوت، نشان داده است. 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 به طور نامتقارن چیده شدند. یکی از الکترودها در معرض هوای محیط و دیگری در طرف دیگر ماده دی الکتریک قرار گرفت. وقتی یک ولتاژ متناوب بالا اعمال می شد، تخلیه پلاسمایی روی سطح عایق، بالای الکترود عایق شده ظاهر می گردید و تکانه هدایت شده به درون هوای محیط جفت می شد. مقدار جفت شدگی تکانه در تغییر اساسی جریان هوا روی سطح محرک موثر بود. جفت شدگی تکانه یک جریان هوای القایی تولید می کرد که روی دو طرف لایه دی الکتریک کشیده می شد. این جفت شدگی، سرعت هوا را در لایه مرزی از مقدار صفر افزایش می داد و باعث اصلاح جریان هوا در لایه مرزی می گردید. در این مطالعه سرعت جریان القایی در غیاب جریان هوا اندازه گیری شد. این سرعت القایی را می توان به وسیله لوله پیتوت اندازه گرفت. در این پژوهش اثر بسامد و جنس ماده دی الکتریک 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 می رسد. نتایج همچنین نشان داد که سرعت القایی در ارتفاع 5/0 میلی متری بالای دی الکتریک پلکسی گلاس به 5 متر برثانیه و در تفلون نزدیک به 6 متر بر ثانیه می رسد. بنابراین ثابت دی الکتریک در میزان سرعت القایی نقش قابل توجهی ایفا می کند. وزن کم، کوچک بودن اندازه، عدم نیاز به اجزای متحرک، قابلیت اطمینان بالا، پایین بودن قیمت، پهنای باند بالا، پاسخ سریع و افزایش چالاکی آئرودینامیکی جزو مزایای عمده قطعه کنترل جریان محرک پلاسما نسبت به قطعات کنترل جریان سنتی است.