Simulación de Grandes Remolinos de Enfriamiento por Película Pulsada con un Actuador de Plasma de Descarga de Barrera Dielectrica
Autores: Shen, Zhou; Hu, Beimeng; Li, Guozhan; Zhang, Hongjun
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Simulación de Grandes Remolinos de Enfriamiento por Película Pulsada con un Actuador de Plasma de Descarga de Barrera Dielectrica
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Pulsación del refrigerante
Actuación aerodinámica por plasma
Enfriamiento por película
Eficiencia del enfriamiento por película pulsada
Actuador de plasma de descarga de barrera dieléctrica
Estructuras coherentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 28
Citaciones: Sin citaciones
Los efectos de la pulsación del refrigerante y la actuación aerodinámica por plasma (PAA) en el enfriamiento por película se exploran aquí a través de simulaciones de grandes remolinos. La fuerza electrohidrodinámica derivada de la PAA se resolvió mediante el modelo fenomenológico de plasma. El número de Strouhal de la pulsación sinusoidal del refrigerante y la relación de soplado promedio de la pulsación fueron 0.25 y 1.0, respectivamente. Se llevaron a cabo análisis exhaustivos sobre los campos de flujo promediados en el tiempo, y los resultados revelan que el chorro de enfriamiento pulsado podría causar una penetración más profunda en el flujo transversal, y este fenómeno podría ser notablemente mitigado por la fuerza descendente de la PAA. Comparar el enfriamiento por película constante con el enfriamiento por película pulsada reveló una reducción modesta del 15.1% en la eficiencia, mientras que la aplicación del actuador de descarga de barrera dieléctrica (DBDPA) mejoró sustancialmente la eficiencia del enfriamiento por película pulsada en un 42.1%. Además, el par de vórtices contrarrotantes (CRVP) se amplió y se levantó de la pared de manera menos efectiva debido a la pulsación del refrigerante, y la PAA debilitó el efecto perjudicial de levantamiento y la succión del CRVP. Luego, el desarrollo espacio-temporal de las estructuras coherentes se determinó mediante las alteraciones en la temperatura de la línea central, reflejando la formación de estructuras coherentes intermitentes en lugar de vórtices en forma de horquilla debido a la pulsación del refrigerante, y su tamaño y comportamientos de elevación fueron reducidos por la PAA; así, la integración turbulenta del refrigerante con el flujo transversal se suprimió fundamentalmente. Finalmente, las líneas de corriente tridimensionales confirmaron que los comportamientos dinámicos de las estructuras coherentes fueron significativamente regulados por la PAA para aliviar las influencias adversas de la pulsación del refrigerante. En resumen, la PAA puede mejorar efectivamente la eficiencia del enfriamiento por película pulsada al controlar el desarrollo espacio-temporal de las estructuras coherentes dominantes.
Descripción
Los efectos de la pulsación del refrigerante y la actuación aerodinámica por plasma (PAA) en el enfriamiento por película se exploran aquí a través de simulaciones de grandes remolinos. La fuerza electrohidrodinámica derivada de la PAA se resolvió mediante el modelo fenomenológico de plasma. El número de Strouhal de la pulsación sinusoidal del refrigerante y la relación de soplado promedio de la pulsación fueron 0.25 y 1.0, respectivamente. Se llevaron a cabo análisis exhaustivos sobre los campos de flujo promediados en el tiempo, y los resultados revelan que el chorro de enfriamiento pulsado podría causar una penetración más profunda en el flujo transversal, y este fenómeno podría ser notablemente mitigado por la fuerza descendente de la PAA. Comparar el enfriamiento por película constante con el enfriamiento por película pulsada reveló una reducción modesta del 15.1% en la eficiencia, mientras que la aplicación del actuador de descarga de barrera dieléctrica (DBDPA) mejoró sustancialmente la eficiencia del enfriamiento por película pulsada en un 42.1%. Además, el par de vórtices contrarrotantes (CRVP) se amplió y se levantó de la pared de manera menos efectiva debido a la pulsación del refrigerante, y la PAA debilitó el efecto perjudicial de levantamiento y la succión del CRVP. Luego, el desarrollo espacio-temporal de las estructuras coherentes se determinó mediante las alteraciones en la temperatura de la línea central, reflejando la formación de estructuras coherentes intermitentes en lugar de vórtices en forma de horquilla debido a la pulsación del refrigerante, y su tamaño y comportamientos de elevación fueron reducidos por la PAA; así, la integración turbulenta del refrigerante con el flujo transversal se suprimió fundamentalmente. Finalmente, las líneas de corriente tridimensionales confirmaron que los comportamientos dinámicos de las estructuras coherentes fueron significativamente regulados por la PAA para aliviar las influencias adversas de la pulsación del refrigerante. En resumen, la PAA puede mejorar efectivamente la eficiencia del enfriamiento por película pulsada al controlar el desarrollo espacio-temporal de las estructuras coherentes dominantes.