شبيه سازي تاثير محرك پلاسما بر حباب جدايش جريان هوا

Simulation of Plasma Actuator Effects on Air Flow Bubble Separation

در اين مقاله محرك پلاسما از نوع تخليه با سد دي‌الكتريك، شبيه‌سازي عددي شده و ميزان تأثير آن بر ميدان جريان هوا و دامنه حباب جدايش بررسي مي‌شود. هندسه انتخابي براي تشكيل حباب جدايش يك سيلندر مستطيلي با لبه حمله گرد شده مي‌باشد. مطالعه حاضر براي اعداد رينولدز با مرتبه ^4^10 تا ^5^10 انجام شده است. از پديده‌هاي مهم و قابل توجه در اين ميدان جريان، وجود جدايش جريان در لبه حمله جسم مورد نظر مي‌باشد، كه اصطلاحاً آنرا حباب جدايش گويند. يكي از پارامترهاي بي‌بعد مسأله، نسبت شعاع لبه حمله به ضخامت جسم مي‌باشد كه به ازاي مقادير مختلف آن، تأثير محرك پلاسما بر دامنه حباب جدايش و نقطه بازچسبيدن جريان روي سطح جسم بررسي شده است. نتايج حاصل نشان مي‌دهد در هندسه لبه‌تيز، اثر محرك پلاسما ناچيز مي‌باشد، در حاليكه در هندسه با گوشه گرد شده محرك پلاسما تأثير قابل توجهي بر ابعاد حباب جدايش دارد. اين اثر با افزايش شعاع لبه حمله بيشتر مي‌شود. پارامتر بي‌بعد ديگر نسبت سرعت القايي توسط محرك پلاسما به سرعت جريان آزاد مي‌باشد كه تأثير زيادي بر دامنه حباب جدايش دارد.

In this paper DBD plasma actuator is simulated numerically and its effect on the air flow field and separation bubble domain is studied. The selected geometry to form a separation bubble is a rectangular cylinder with rounded leading edge. Present study deals with Reynolds numbers of order of 104 to 105. Flow separation exists in the leading edge of the object which is considered as a noticeable phenomenon in this flow field, that is called separation bubble. The ratio of leading edge radius to the object thickness (R/D) is one of the dimensionless parameters. For different values of R/D, the effect of plasma actuator on separation bubble domain, and re-attachment point of flow have been studied. The results show that for the geometry with sharp edge, the effect of plasma actuator is ignorable, while for the geometry with rounded edge, the plasma actuator has a noticeable effect. This effect enhances with the increase in R/D. The ratio of induced velocity to the free stream velocity is another dimensionless parameter which has an observable effect on the separation bubble domain.