Особенности управления потоком в прямоугольной пологой каверне с помощью барьерного разряда с использованием обратных связей

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Впервые исследованы различные режимы подавления тонального шума в мелкой каверне при использовании плазменного актуатора в цепи обратной связи. Исследования проведены при скорости потока 37 м/с и числе Рейнольдса 120 000. Продемонстрировано снижение амплитуды резонансных пульсаций давления на задней стенке каверны при 12 дБ. Показано, что работа разряда в составе системы с обратной связью позволяет уменьшить энерговклад в разряд в 2.5 раза до 50 Вт/м. Визуализация поля скоростей методом PIV с фазовой синхронизацией позволила восстановить эволюцию когерентных структур в сдвиговом слое каверны. Период когерентных структур в сдвиговом слое соответствует спектру пульсаций давления в каверне.

About the authors

П. Н. Казанский

Объединенный институт высоких температур РАН

Author for correspondence.
Email: fokkoo@yandex.ru
Russian Federation, Москва

References

  1. Bruggeman J.C., Hirschberg A., van Dongen M.E.H., Wijnands A.P.J., Gorter J. Self-sustained Aero-acoustic Pulsations in Gas Transport Systems: Experimental Study of the Influence of Closed Side Branches // J. Sound Vib. 1991. V. 150. № 3. P. 371.
  2. Cui P., Zhou G., Zhang Y. et al. Improved Delayed Detached-eddy Investigations on the Flow Control of the Leading-edge Flat Spoiler of the Cavity in the Low-aspect-ratio Aircraft // Aerospace. 2022. V. 9. № 9. P. 1.
  3. Bower W.W., Kibens V., Cary A. et al. High-frequency Excitation Active Flow Control for High-speed Weapon Release (HIFEX) // 2nd AIAA Flow Control Conf. 2004. № 2513. P. 1.
  4. Sarohia V., Massier P.F. Control of Cavity Noise // J. Aircr. 1977. V. 14. № 9. P. 833.
  5. Kook H., Mongeau L., Brown D.V., Zorea S.I. Analysis of the Interior Pressure Oscillations Induced by Flow over Vehicle Openings // Noise Control Eng. J. 1997. V. 45. № 6. P. 223.
  6. Rossiter J.E. Wind Tunnel Experiments on the Flow over Rectangular Cavities at Subsonic and Transonic Speeds. 1964. http://repository.tudelft.nl/view/aereports/uuid: a38f3704-18d9-4ac8-a204-14ae03d84d8c/
  7. Bilanin A.J., Covert E.E. Estimation of Possible Excitation Frequencies for Shallow Rectangular Cavities // AIAA J. 1973. V. 11. № 3. P. 347.
  8. Tam C.K.W., Block P.J.W. On the Tones and Pressure Oscillations Induced by Flow over Rectangular Cavities // J. Fluid Mech. 1978. V. 89. № 2. P. 373.
  9. Sarohia V. Experimental Investigation of Oscillations in Flows over Shallow Cavities in Partial Fulfillment of the Requirements for the Degree of Doctor of Philosophy. Pasadena, California: California Institute of Technology, 1975. P. 114.
  10. Shaw L., Clark R., Talmadge D. F-111 Generic Weapons Bay Acoustic Environment // J. Aircr. 1988. V. 25. № 2. P. 147.
  11. Chen Y., Cai L., Jiang D., Li Y., Wang S. Experimental and Numerical Investigations for Dual-cavity Tip Aerodynamic Performance in the Linear Turbine Cascade // Aerospace. 2023. V. 10. № 2. P. 193.
  12. Терехов В.И., Калинина С.В., Шаров К.А. Особенности течения и теплообмена при взаимодействии струи с преградой в форме сферической каверны со скругленной кромкой // ТВТ. 2012. Т. 50. № 2. С. 318.
  13. Kibens V. Discrete Noise Spectrum Generated by Acoustically Excited Jet // AIAA J. 1980. V. 18. № 4. P. 434.
  14. Stanek M.J., Raman G., Ross J. et al. High Frequency Acoustic Suppression – The Role of Mass Flow, the Notion of Superposition, and the Role of Inviscid Instability – A New Model (Part II) // AIAA Paper 2002-2404. 2002.
  15. Cattafesta L., Garg S., Choudari M., Li F. Active Control of Flow-induced Cavity Resonance // AIAA-97-1804. 1997.
  16. Shaw L., Northcraft S. Closed Loop Active Control for Cavity Acoustics // 5th AIAA/CEAS Aeroacoustics Conf. Exhib. 1999. P. 683.
  17. Chan S., Zhang X., Gabriel S. Attenuation of Low-speed Flow-induced Cavity Tones Using Plasma Actuators // AIAA J. 2007. V. 45. № 7. P. 1525.
  18. Webb N., Samimy M. Control of Supersonic Cavity Flow Using Plasma Actuators // AIAA J. 2017. V. 55. № 10. P. 3346.
  19. Semenev P.A., Toktaliev P.D. Numerical Modeling of Plasma Actuator Operational Process Based on Dielectric Barrier Discharge // Aviat. Engines. 2020. V. 1. № 1. P. 49.
  20. Manley T.C. The Electric Characteristics of the Ozonator Discharge // Trans. Electrochem. Soc. 1943. V. 84. № 1. P. 83.
  21. Kriegseis J., Möller B., Grundmann S., Tropea C. Capacitance and Power Consumption Quantification of Dielectric Barrier Discharge (DBD) Plasma Actuators // J. Electrostat. 2011. V. 69. № 4. P. 302.
  22. Пашин М.М. Измерение энергозатрат в озонаторах с объемным барьерным разрядом // Электричество. 2011. № 1. C. 21.
  23. Селивонин И.В. Модификация электродов в диэлектрическом барьерном разряде и ее влияние на разряд. Дис. … канд. физ.-мат. наук. М.: ОИВТ РАН, 2022. 161 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences