Исследование механизмов возникновения турбулентности в плазменных актуаторах

Проект направлен на разработку газоразрядных устройств для управления ламинарно-турбулентным переходом в пограничных слоях. Ключевой задачей проекта является исследование механизмов генерации широкополосных низкочастотных пульсаций разрядом в актуаторе и поиска путей к их снижению. Плазменные актуаторы на основе диэлектрического барьерного разряда являются одним из перспективных устройств для управления ламинарно-турбулентным переходом в различных аэродинамических приложениях. За счет высоких частотных характеристик, робастности и управляемости эти устройства могут использоваться в системах с обратной связью для внесения управляющих возмущений в течение. Одним из фундаментальных параметров актуаторов как источника возмущений является уровень и спектр широкополосных гидродинамических пульсаций, возникающих непосредственно в самом разряде. Эти пульсации являются нежелательными в задачах затягивания ламинарнотурбулентного перехода, так как могут раскачивать различные нестационарные моды пограничного слоя и приводить к преждевременному переходу пограничного слоя в турбулентное состояние. Проект основан на предположении, что пульсации скорости, создаваемые актуатором, связаны с формированием отдельных микроразрядов в области плазмообразования коронного и диэлектрического барьерного разрядов. Низкочастотные (много ниже частоты питающего напряжения) пульсации являются следствием вариабельности момента формирования разрядных каналов в течение периода питающего напряжения, а также точки их привязки к электроду. Статистикой формирования микроразрядов, а значит и спектром пульсаций, предполагается управлять, изменяя характеристики питающего напряжения, тип и режим горения разряда, конструкцию и материал электродной кромки. Предложенный в проекте подход, несмотря на кажущуюся очевидность, до сей поры не использовался при исследовании и проектировании плазменных актуаторов. Систематические исследования нестационарности воздействия разряда на течение в литературе практически отсутствуют. Важность вопроса о детальной пространственно - временной структуре создаваемых актуатором возмущений существенно возросла в связи с попытками использования таких устройств для управления устойчивостью и развитием возмущений в пограничных слоях.