بررسي تجربي اثر متغيرهاي هندسي و الكتريكي بر عملكرد محرك‌هاي پلاسمايي DBD در رژيم يكنواخت و رژيم رگه‌اي تخليه‌ي پلاسما

Experimental Investigation of the Effect of Geometrical and Electrical Variables on the Performance of the DBD Plasma Actuators in Uniform and Filamentary Regimes

يكي از روش‌هاي كارآمد كنترل فعال جريان كه در دهه‌ي گذشته بسيار مورد توجه قرار گرفته است، استقاده از محرك‌هاي پلاسمايي (dielectric barrier discharge (DBD است. در اين مقاله براي يافتن وضعيت بهينه عملكرد محرك‌هاي پلاسمايي، اثر تغيير متغيرهاي هندسي (فاصله‌ي بين الكترودها، ضخامت دي‌الكتريك و پهناي الكترود پوشيده) و متغيرهاي الكتريكي (ولتاژ و فركانس) بر سرعت جريان القايي و توان مصرفي به طور جامع بررسي تجربي شده است. مقاله حاضر نخستين پژوهشي است كه در آن به منظور شناسايي اثر متقابل بين متغيرها از اصول طراحي آزمايش‌ها استفاده شده است. طبق نتايج، مشاهده شد هر كدام از متغيرهاي بالا اثر متفاوتي روي شروع تخليه‌ي يكنواخت پلاسما، سرعت جريان القايي، توان مصرفي و شروع رگه‌اي شدن تخليه‌ي پلاسما دارند و در رژيم رگه‌اي برخلاف رژيم يكنواخت، با افزايش توان مصرفي، سرعت جريان القايي كاهش مي‌يابد. نتايج اين پژوهش مي‌تواند در انتخاب محرك بهينه كه در آن نسبت سرعت جريان القايي به توان مصرفي بيشينه است و همچنين جلوگيري از ورود به رژيم رگه‌‌اي به كار رود.

DBD plasma actuators are one of the effective devices for active flow control, which has received substantial attention during the last decade. In this paper, to find the optimum performance of plasma actuators, the effect of geometrical variables (including the gap between electrodes, dielectric thickness, and covered electrode width) and electrical variables (including voltage and frequency) on induced flow velocity and power consumption, is experimentally investigated. This is the first investigation in which design of experiment (DOE) approach is used to find the interaction among variables. The results show that each of the mentioned variables has a different effect on the start of uniform plasma discharge, induced flow velocity, power consumption, and the start of the filamentary plasma discharge regime. Furthermore, the results show that unlike the uniform discharge regime, in filamentary discharge regime increasing power consumption results in decreased induced flow velocity. The results of this investigation can be used to select the optimum actuator in which the ratio of induced flow velocity to power consumption is maximum, and to prevent from entering the filamentary discharge regime.