عملگر پلاسمایی SDBD
در دهه ی گذشته، توجه به عملگرهای پلاسمایی SDBD به عنوان ابزاری کارآمد برای کنترل جریان، افزایش چشمگیری داشته است. مهمترین مزیتهای عملگر پلاسمایی نسبت به سایر روشهای کنترل جریان را میتوان تماماً الکتریکی بودن آنها و نداشتن هیچ قطعهی متحرک، داشتن پاسخ زمانی سریع برای کابردهای ناپایا، وزن کم و قابلیت نصب بر روی هندسه های مختلف بدون بوجود آمدن برآمدگی یا فرورفتگی، دانست.
عملگر پلاسمایی SDBD از دو الکترود، یکی در تماس با هوا و دیگری پوشیده شده توسط یک مادهی دیالکتریک، تشکیل شده است. شکل 2.4 نمونهای از این عملگر را نشان میدهد. دو الکترود، تحت اعمال یک ولتاژ AC قرار گرفته که در دامنهی به اندازهی کافی زیاد، هوای مجاور الکترود پوشیده، تحت میدان الکتریکی ایجاد شده یونیزه میگردد. هوای یونیزه را اصطلاحاً پلاسما میگویند. به همین دلیل است که اینگونه عملگرها را عملگرهای پلاسمایی نام گذاشتهاند. هوای یونیزه شده از خود نور آبی مایل به بنفش تابش میکند که در شکل 2.4 قابل مشاهده است.
شتابگیری ذرات هوای یونیزه شده، تحت میدان الکتریکی ایجاد شده از چینش الکترودها، موجب اعمال یک نیروی حجمی به هوای خنثی اطراف میشود. با به کارگیری مناسب این نیروی حجمی، که جهت آن از الکترود روباز به الکترود سرپوشیده است، میتوان رفتار جریان سیال را کنترل نمود. شکل بردارهای سرعت میدان جریان پیرامون یک عملگر پلاسمایی SDBD را در هوای ساکن، روی یک صفحهی تخت، نمایش میدهد. این شکل که به روش PIV بدست آمده است، از نتایج پژوهش صورت گرفته توسط پست و کورک میباشد. همانطور که در شکل مشاهده میشود، بردارهای سرعت در محل عملگر، به سمت دیوار کشیده شدهاند. در نزدیکی دیوار، جریان در حال شتابگیری و حرکت به موازات دیوار و در جهت دور شدن از عملگر (از الکترود روباز به الکترود سرپوشیده) میباشد که در نهایت، یک جت سیال در مجاورت دیوار به وجود میآید.
عملگر های پلاسما به عنوان مهمترین روش جلوگیری از جدایش در پهپادهای آینده به شمار می روند که در حال تست و آزمایش هستند. در تصویر زیر بکار گیری این روش بر روی یک پهپاد آزمایشی و در ناحیه میانی بال دیده می شود :
پلاسما عملکرد بسیار خوبی در جلوگیری از جدایش دارد و تنها مانع بر سر استفاده گسترده هزینه و وزن تجهیزات آن است که پیشرفت های تکنولوژی استفاده بیشتر از این روش دور از ذهن نیست.
نیاز اصلی این تکنولوژی به تولید برق با ولتاژ بسیار بالاست (چند ده کیلو ولت)که در نمونه های جدید از کیت های زیر برای ایجاد این ولتاژ استفاده می شود.هم اکنون آزمایش های بسیاری بر روی این گونه عملگرها در حال انجام است که علاوه بر جلوگیری از جدایش جریان در کنترل هواپیما هم نقش دارند. در پهپاد زیرتکنولوژی پلاسما از لبه حمله بال مورد استفاده قرار گرفته تا بالاترین بازده خود را داشته باشد :
نتایج این آزمایش در نمودار زیر نشان داده شده است. با توجه به نمودار زیر عملگرهای پلاسما به شکل قابل توجهی زاویه واماندگی داشته است و رفتار جریان بسیار قابل پیش بینی تر است :
با سلام من مجموعه پست های جدایش در بال رو خوندم ولی در کل متوجه نشدم جدایش چطور باعث درگ بیشتر میشه و تاثیر جدایش بر روی کدوم درگه درگ فشاری یا اسکین فریکشن و اینکه زبری سطح چه تاثیری داره اخه من دچار تناقض شدم اخر سطح نرم بهتره یا سطح زبر اخر اگه رینولدز زیاد خوبه برای درگ کمتر و رینولدز بیشتر باعث مغشوش شدن جریان میشه و این باعث دیرتر جدا شدن جریان میشه این چطور؟ و اینکه جریان مغشوش که باعث گردابه میشه و گردابه هم باعث افزایش درگ میشه
ی توضیح خوب پیدا نکردم اگه میشه شما ی توضیح مناسب بدید با تشکر
سلام
با جدایش جریان درگ فشاری افزایش میابد(pressure drag).
وقتی که جریان از روی سطحی مثلا بال هواپیما جدا میشه اختلاف فشار جلو و پشت بال افزایش و باعث افزایش درگ فشاری خواهد شد.
نکته بعدی اینکه شما وقتی اثر رینولدز یا زبری سطح و … رو بررسی میکنی باید سهم همه انواع درگ رو در نظر بگیری، مثلا درگ فشاری و درگ پروفیلی و درگ القایی.
افزایش رینولدز یا زبری سطح میتونه درگ فشاری رو کم کنه در عین حال درگ پروفیلی رو که ناشی از اصطکاک هست بیشتر کنه، در نهایت باید دید که برایند درگ قدر خواهد شد و این هم بستگی به شرایط و هندسه جسم و جریان داره.