【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及主动流动控制，具体涉及一种产生跨越式诱导涡流的等离子体放电设备及使用方法。
技术介绍
1、流体在物体表面或内部流动时因压力梯度、速度梯度等因素易形成不稳定边界层、分离流、脱落涡旋等现象，在实际应用中有一定的负面影响。为改变流体绕流特征，主动流动控制是主要方法之一。该方法通过一定的能量消耗引入额外的气流，使之与原流动相互耦合，实现改善或抑制原流动结构。
2、表面介质阻挡放电设备因简易结构、高鲁棒性、便于控制、低功率等优势，在主动流动控制中被广泛应用，其产生的等离子体诱导气流能够实现对边界层不稳定性、机翼分离流、钝体脱落涡等方面的有效控制。
3、目前，表面介质阻挡放电的产生方式包括持续激励的连续诱导气流和信号调制的脉冲诱导气流。连续诱导气流一般具有较高的速度和动量通量，但有效范围和涡量通量较小。相反的，脉冲诱导气流具有较高的有效范围和涡量通量，但是速度和动量通量较小。可见，现有技术中表面介质阻挡放电设备在流动控制方面的实际性能较低，应用范围窄。现阶段，还没有一种设备产生的等离子体诱导气流同时具备较高的速度、动量通量以及拥有较高的有效范围和涡量通量。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了一种产生跨越式等离子体诱导涡流的放电设备及使用方法，利用多对涡旋间的相互作用形成涡间跨越现象，促使脉冲调制连续产生的涡旋在原本特性的基础上周期性地具备更高的对流速度和动量通量，打破传统表面介质阻挡放电单机布局方式，解决现有等离子体诱导气流在流动控制方面的局
2、本专利技术提供了一种跨越式等离子体诱导涡流的介质阻挡放电设备，包括：
3、绝缘平板1以及以彼此面对的方式放置在绝缘平板两端的放电装置一和放电装置二；
4、本专利技术一个实施例中，所述放电装置一包括暴露电极一2、绝缘介质一4以及封装电极一3；
5、所述放电装置二包括暴露电极二、绝缘介质二以及封装电极二；
6、所述封装电极一设置在绝缘介质一的内部靠近绝缘平板末端的一侧；所述暴露电极一设置在绝缘介质一的外部远离绝缘平板末端的一侧；
7、所述封装电极二设置在绝缘介质二的内部靠近绝缘平板放电端的一侧；所述暴露电极二设置在绝缘介质二的外部远离绝缘平板放电端的一侧；
8、所述封装电极一和封装电极二基本同心地设置在绝缘平板的外侧；所述封装电极一3的末端与绝缘平板1的末端对齐；所述封装电极二的末端与绝缘平板1的末端对齐；
9、所述暴露电极一和暴露电极二基本同心地设置在绝缘介质一和绝缘介质二的外侧；
10、所述封装电极一、暴露电极一、绝缘介质一以及绝缘平板的长度的比例关系为：1:1:2:4；
11、优选的，所述绝缘介质一4的相对介电常数为2-6；
12、示例性的，所述绝缘平板1为亚克力有机玻璃；所述暴露电极一2、暴露电极二、封装电极一3和封装电极二均为铜箔；绝缘介质一4和绝缘介质二为聚酰亚胺薄膜。
13、优选的，所述放电装置一和放电装置二分别为表面介质阻挡放电装置一和表面介质阻挡放电装置二；
14、本专利技术另一目的在于，提供一种产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备的使用方法，包括：
15、使用电压对所述介质阻挡放电设备进行驱动；所述电压为高频率高幅值的交流电压；
16、预设调制频率和激励电压源；
17、所述激励电压源与信号发生器连接，基于所述预设调制频率，输出周期性的激励电压，基于所述周期性的激励电压，放电装置一和放电装置二周期性产生放电，放电过程中，放电装置一和放电装置二周期性的产生多组反向旋转的涡流对，基于所述多组反向旋转的涡流对形成多组跨越式等离子体涡旋结构；
18、优选的，所述信号发生器为方波信号发生器、正弦波信号发生器或三角波信号发生器；
19、本专利技术中，激励电压源与信号发生器连接后，基于预设调制频率，输出周期性的激励电压，基于所述周期性的激励电压放电装置一和放电装置二周围的空气被电离，产生电离子一和电离子二，电离子一和电离子二在电场的作用下发生移动，分别将动量传递给相邻的分子一和分子二，形成从放电装置一和放电装置二沿水平方向射出的诱导速度一和诱导速度二，分子一和分子二按照所述诱导速度一和诱导速度二不断沿水平方向后移，分别促使分子一和分子二的周围分子向中间运动以保持空气介质的连续性，进而形成上下相反的旋转运动，得到逆时针旋转的涡旋和顺时针旋转的涡旋，基于逆时针旋转的涡旋和顺时针旋转的涡旋形成对应的反向旋转的涡流对；介电阻挡放电设备周期性产生多组反向旋转的涡流对，基于所述多组反向旋转的涡流对形成多组跨越式等离子体涡旋结构。
20、优选的，所述激励电压的幅值能够在不击穿绝缘介质的前提下又能够电离空气形成放电；所述激励电压的激励频率在千赫khz以上；
21、优选的，放电过程中，产生多组反向旋转的涡流对，其中，每两组反向旋转的涡流对为一个周期，即，放电过程中周期性地产生多组反向旋转的涡流对；每个周期内产生的两组反向旋转的涡流对形成跨越式等离子体涡旋结构；
22、可以理解的是，所述跨越式等离子体涡旋结构即两组反向旋转的涡流对之间相互跨越。
23、示例性的，所述跨越式等离子体涡旋结构包括：涡流对一51和涡流对二52；所述涡流对一51和涡流对二52为相邻的涡流对；
24、进一步的，相邻的涡流对一51和涡流对二52产生涡间作用，涡流对一51的诱导速度减小涡流对二52中逆时针旋转的涡旋p2与顺时针旋转的涡旋n2间距，增强涡流对二52中逆时针旋转的涡旋p2与顺时针旋转的涡旋n2对流速度，相反的，涡流对二52的诱导速度增大涡流对一51中逆时针旋转的涡旋p1与顺时针旋转的涡旋n1间距，减小涡流对一51中逆时针旋转的涡旋p1与顺时针旋转的涡旋n1对流速度，形成涡流对一和涡流对二间的对流速度差，基于所述对流速度差使得涡流对二52对涡流对一51完成追赶并跨越。
25、更进一步，依据毕奥-萨伐尔定律，相邻的两涡对产生涡间作用，涡流对一51为前涡，涡流对二52为后涡；前涡的诱导速度减小后涡中逆时针旋转的涡旋p2与顺时针旋转的涡旋n2之间的涡间距离h2，增强后涡的涡对流速度，相反的，后涡的诱导速度增大前涡中逆时针旋转的涡旋p1与顺时针旋转的涡旋n1之间的涡间距h1，减小前涡的涡对流速度，涡对间的对流速度差使得后涡逐渐与前涡接近，直至后涡超过前涡，完成跨越行为，前涡与后涡的空间位置互换，为下一次跨越行为做准备；如图2；
26、示例性的，所述涡流对二52包括逆时针旋转的涡旋p2与顺时针旋转的涡旋n2；
27、所述涡流对一51包括逆时针旋转的涡旋p1与顺时针旋转的涡旋n1；
28、所述涡流对二52中逆时针旋转的涡旋p2与顺时针旋转的涡旋n2对流速度与涡流对一51中逆时针旋转的涡旋p1与顺时本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，包括绝缘平板(1)以及以彼此面对的方式放置在绝缘平板两端的放电装置一和放电装置二；
2.根据权利要求1所述的产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，
5.一种产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备的使用方法，使用权利要求1-4任意一项所述的等离子体放电设备，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的等离子体放电设备的使用方法，其特征在于，所述电压为高频率高幅值的交流电压；所述信号发生器为方波信号发生器、正弦波信号发生器或三角波信号发生器。
7.根据权利要求5所述的等离子体放电设备的使用方法，其特征在于，所述放电过程中放电装置一和放电装置二产生多组反向旋转的涡流对，其中，每两组反向旋转的涡流对为一个周期；每个周期内产生的两组反向旋转的涡流对形成跨越式等离子
8.根据权利要求5所述的等离子体放电设备的使用方法，其特征在于，所述跨越式等离子体涡旋结构包括涡流对一(51)和涡流对二(52)；所述涡流对一(51)和涡流对二(52)中的环量以相同的增大速率达到最大值，随后进行环量衰减。
9.根据权利要求8所述的等离子体放电设备的使用方法，其特征在于，
10.根据权利要求8所述的等离子体放电设备的使用方法，其特征在于，
...【技术特征摘要】
1.一种产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，包括绝缘平板(1)以及以彼此面对的方式放置在绝缘平板两端的放电装置一和放电装置二；
2.根据权利要求1所述的产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，
3.根据权利要求1所述的产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，
4.根据权利要求1所述的产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备，其特征在于，
5.一种产生跨越式等离子体诱导涡流的等离子体放电设备的使用方法，使用权利要求1-4任意一项所述的等离子体放电设备，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的等离子体放电设备的使用方法，其特征在于，所述电压为高频率高幅值的交流电压；所述信...
【专利技术属性】
技术研发人员：董磊，毛雪瑞，肖旦丹，姚杰，张文强，任杰，杨鑫，李可人，
申请(专利权)人：北京理工大学长三角研究院嘉兴，
类型：发明
国别省市：
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