舵面繞流的電磁力控制.pdf

1、控制舵在航行器和飛行器的控制中起著重要的作用，研究舵面繞流的流體動(dòng)力特性有著重要意義。本文基于電磁流體控制的基本理論，通過實(shí)驗(yàn)和數(shù)值模擬對(duì)電磁力作用下的平板舵面繞流問題進(jìn)行研究。主要包括以下兩方面內(nèi)容。 1.控制系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)裝置的研制 采用TMS320F2812(DSP芯片)組建控制系統(tǒng)，模擬實(shí)際舵面體的動(dòng)態(tài)過程；設(shè)計(jì)激活板電極電源模塊，方便地滿足實(shí)驗(yàn)需要；用應(yīng)變傳感器搭建測(cè)力系統(tǒng)，對(duì)電磁力作用下舵面體的流體動(dòng)力特性進(jìn)行研究

2、分析。 2.舵面繞流的電磁力控制 將包覆有電磁激活板的舵面體浸入導(dǎo)電流體中，在流向電磁力作用時(shí)，對(duì)舵面處于不同固定攻角及不同俯仰運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)的繞流流場(chǎng)進(jìn)行研究，并通過對(duì)相應(yīng)的數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)結(jié)果的比較，得到舵面繞流的流場(chǎng)結(jié)構(gòu)變化規(guī)律：分析測(cè)力系統(tǒng)測(cè)得的數(shù)據(jù)，分別對(duì)流向電磁力和展向電磁力作用下的舵面動(dòng)力特性變化過程進(jìn)行研究。 結(jié)合相關(guān)理論、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如下結(jié)論： (1)未加電磁力控制時(shí)，舵面繞流流體邊界層

3、的分離與脫落呈現(xiàn)周期性變化，導(dǎo)致舵面升力和阻力也隨之發(fā)生周期性的變化。 (2)電磁力可以明顯改變舵面繞流流體邊界層的結(jié)構(gòu)，抑制邊界層的分離與消除尾流渦街?？刂菩Чc舵面攻角、電磁力的強(qiáng)度與分布情況以及舵面繞流雷諾數(shù)等相關(guān)。 (3)在層流狀態(tài)下，流向電磁力的作用對(duì)舵面升力和阻力有明顯的影響；在湍流狀態(tài)下，展向電磁力對(duì)舵面阻力的影響十分顯著。采用間歇作用方式的展向電磁力來控制舵面繞流，在一定的耦合控制參數(shù)條件下其減阻效果十分