بررسی عددی تاثیر عملگرهای پلاسمای سد تخلیه دی‌الکتریک (DBD) بر کنترل جدایش جریان فراصوت

نویسندگان

1 دانشجوی دکتری، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

2 دانشیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

3 استادیار، مجتمع دانشگاهی مکانیک، دانشگاه صنعتی مالک اشتر، اصفهان، ایران

doi
10.22044/jsfm.2020.9821.3210
چکیده

هدف از این پژوهش، کنترل جریان فراصوت عبوری از یک سطح شیب‌دار تراکمی در عدد ماخ 5/1 با استفاده از عملگر پلاسمای سد تخلیه دی‌الکتریک (DBD) می‌باشد. به‌منظور شبیه‌سازی عددی، از معادلات ناویر استوکس دو و سه‌بعدی به‌ همراه مدل آشفتگی kωSST و روش جیمسون استفاده شده است. عملگر پلاسمایی به‌صورت پایا و با بهره‌گیری از رویکرد پدیده‌شناسی شایی شبیه‌سازی و به‌صورت جمله چشمه به معادلات ممنتم اعمال شده است. نتایج عددی نشان دادند که حضور دو ردیف عملگر پلاسمایی با ولتاژ kV 75 و فرکانس kHz 2 در محل شروع جدایش جریان، موجب کاهش ناحیه جدایش به اندازه mm 10، جابجایی موقعیت موج ضربه‌ای و افزایش زاویه آن به مقدار 2 درجه شده است. بررسی‌های پارامتریک نشان دادند که حالت بهینه تاثیرگذاری عملگر بر کنترل جدایش زمانی است که دقیقاً در محل شروع جدایش قرار گیرد. همچنین، افزایش فرکانس و ولتاژ میدان الکتریکی موجب کاهش ناحیه جدایش و جابجایی موج ضربه‌ای می‌گردد. در نهایت، افزایش تعداد عملگرها به سه ردیف، افزایش فرکانس تا 10 کیلوهرتز و ولتاژ تا 75 کیلوولت، به‌طور کامل موجب حذف ناحیه جریان گردابی ناشی از جدایش جریان گردید.