شبیه سازی عددی کنترل فعال جدایش جریان هوا از روی پله پسرو با استفاده از محرک پلاسمایی DBD ، بخش سوم : تأثیر جنس و ضخامت سد دی الکتریک

در مقاله حاضر با استفاده از یک استراتژی نوین کنترل فعال جریان موسوم به الکتروهیدرودینامیک به کنترل جریان آشفته جدا شده هوا از روی پله پسرو پرداخته شده است. برای این منظور از یک محرک تخلیه سد دی الکتریک سطحی ونصب آن روی لبه بالایی پله در بالادست جریان استفاده گردید تا میدان الکتریکی حاصل از محرک الکتروهیدرودینامیکی، میدان جریان جدا شده هوا را تصحیح کند. برای شبیه سازی عددی اثر محرک بر جریان از مدل نیروی حجمی دو بعدی Shyy-Jayaraman و برای حل معادلات ناویر استوکس آشفته از رهیافت - RANS در حلگر حجم محدود CFXمبتنی بر الگوریتم کوپله بهره گرفته شده است. مدل فیزیکی مسأله حاضر مشابه تحقیقات تجربی Sujar-Garrido ازتیم تحقیقاتی پروفسور Moreau در دانشگاه de Poitiers فرانسه انتخاب شده است تا نتایج عددی حاصل در مدتحریک دائمی با نتایج تجربی ایشان مقایسه و اعتبار سنجی شوند. پروفیل های سرعت میانگین و انرژی جنبشی آشفتگی حاصل از اعتبار مناسبی نسبت به پروفیل های تجربی معیار برخوردار هستند. نتایج کسب شده حاکی از عقب رفتن نقطه بازپیوست جریان جدا شده هوا و کاهش طول ناحیه جداشدگی جریان با فعال کردن محرک DBD می باشند طوریکه بااعمال ولتاژ AC ثابت 02 کیلو ولت به الکترود تزریق کننده محرک در فرکانس کاری 3222 هرتز، در صورت استفاده از دی الکتریک از ماتریالی با ضریب اتلاف توان کمتر مانند تفلون می توان به سرعت جریان القایی بیشتری دست یافت؛ در نتیجه میزان کاهش جداشدگی جریان هوا بیشتر خواهد بود. همچنین در صورت استفاده از سد دی الکتریک نازک تر و سبک تر در همان ولتاژ اعمالی و فرکانس کاری، شاهد کاهش بیشتر طول ناحیه جداشدگی جریان هوا خواهیم بود.

کلیدواژه ها:

الکتروهیدرودینامیک ، نقطه بازپیوست جریان ، نفوذ پذیری نسبی الکتریکی ، محرک پلاسمایی ، مد تحریک دائمی ، کنترل فعال جریان ، مقاومت ، ولتاژ شکست سد دی الکتریک ، اتلاف توان دی الکتریک ، تخلیه سد دی الکتریک