Experimental Characterization of the Plasma Synthetic Jet Actuator

The plasma synthetic jet is a novel active flow control method because of advantages such as fast response,high frequency and non-moving parts,and it has received more attention recently,especially regarding its application to high-speed flow control.In this paper,the experimental characterization of the plasma synthetic jet actuator is investigated.The actuator consists of a copper anode,a tungsten cathode and a ceramic shell,and with these three parts a cavity can be formed inside the actuator.A pulsed-DC power supply was adopted to generate the arc plasma between the electrodes,through which the gas inside was heated and expanded from the orifice.Discharge parameters such as voltage and current were recorded,respectively,by voltage and current probes.The schlieren system was used for flow visualization,and jet velocities with different discharge parameters were measured.The schlieren images showed that the strength of plasma jets in a series of pulses varies from each other.Through velocity measurement,it is found that at a fixed frequency,the jet velocity hardly increases when the discharge voltage ranges from 16 kV to 20 kV.However,with the discharge voltage fixed,the jet velocity suddenly decreases when the pulse frequency rises above 500 Hz,whereas at other testing frequencies no such decrease was observed.The maximum jet velocity measured in the experiment was up to110 m/s,which is believed to be effective for high-speed flow control.     

激光冲击处理对LY2航空铝合金低循环疲劳寿命影响研究

本文针对LY2航空铝合金材料，利用爆轰波理论、材料的屈服强度理论计算了激光冲击的参数范围。在此基础上设计进行了试件激光冲击处理前后的低循环疲劳寿命实验，得出激光冲击强化可以显著提高LY2航空铝合金试件的低循环疲劳寿命的结果。最后从残余应力和微观组织结构变化两方面分析了LY2航空铝合金这种低循环疲劳性能改善的根本原因。     

铬青铜加工裂纹的实验分析

铬青铜在加工过程中出现裂纹，通过进行工艺对比实验，分析各工序对铬青铜微观结构的影响，结果表明，对于含铬量比较高的铬青铜，冷挤压以及其后恢复过程的不完全是造成裂纹的主要原因，最终采以比较合理的工艺方案，避免了裂纹缺陷的发生。     

航空铝合金激光喷丸强化研究

研究激光喷丸的机理及涂层和约束层的应用技术。针对LY2航空铝合金材料，进行试件激光喷丸实验，通过对激光喷丸前后材料性能的测试，分析激光喷丸对提高航空铝合金材料抗疲劳、抗打伤性能的影响，并分析原因。     

传感器信号的非线性补偿

针对传感器信号中存在的非线性误差 ,介绍了硬件补偿和软件补偿两种方法。硬件补偿是基于电压源可变来实现传感器特性的线性化 ,从而消除了非线性误差 ;软件补偿是通过函数拟合的办法来有效减小信号中的非线性误差 ,进而提高传感器的准确度。     

某轴流式压气机气动不稳定的相关积分分析

研究了某轴流式压气机节流试验中的气动不稳定问题。运用非线性的相关积分方法对压气机机匣壁面沿程静压信号进行了分析。结果表明，压气机静叶通道机匣壁面给定点静压信号的相关积分值随着发动机工作状态的不同有规律的发生变化，反映了对应位置的流动分离状况；压气机沿程各级静叶通道机匣壁面静压的相关积分值可以反映不同工况时压气机各级叶尖的流动匹配情况；压气机第一级静子机匣壁面静压信号的相关积分值可以反映中低转速工况下放气带开关状态对转子端壁流态的影响。研究还表明，压气机静子机匣壁面沿程静压信号的相关积分分析是进行压气机气动稳定性监控诊断的一种有效手段。     

压气机叶栅内流环境中纳秒脉冲等离子体的气动激励特性

为揭示纳秒脉冲等离子体气动激励(NSPAA)不同工况下在压气机叶栅内流环境中的激励特性,建立了唯象学热源模型模拟纳秒脉冲等离子气动激励对流场作用的压强特性和温度特性。将求解得到的纳秒脉冲等离子体气动激励对流场作用的压强特性和温度特性与实验数据进行了对比,结果相符,验证了模型的可靠性。在静止空气中以及高亚音速来流条件下,分别在压气机叶栅内流环境中不同流域中施加纳秒脉冲等离子体气动激励,结果表明:纳秒脉冲等离子体气动激励诱导气流加速能力有限,其对流场的作用主要表现为冲击效应;在静止空气中、高速主流区和分离区中纳秒脉冲等离子体气动激励均能诱导产生强的压缩波,且在高速主流区和分离区中对流场冲击作用更强;纳秒脉冲等离子体气动激励在放电区域引起局部温升,激励之后温度快速降低,主流区和分离区温度下降速度快于静止空气中温度下降速度。     

LSP提高TC6钛合金振动疲劳性能及强化机理研究

针对TC6钛合金进行了激光冲击强化(LSP)参数设计,应用XRD衍射仪对LSP试件进行了残余应力分布规律测试和图谱分析,采用透射电子显微镜对强化层微观组织进行了观察,对有无LSP标准振动疲劳试件进行了振动疲劳对比试验。研究表明,TC6钛合金LSP较佳功率密度为3 GW/cm2,LSP能在材料表层产生深度为1.6 mm的高数值残余压应力场,表面残余应力可达-660 MPa,深度为0.1 mm处残余应力最大,最大值可达-690 MPa;LSP后没有新相产生,且晶粒细化、残余微观应变导致Bragg衍射峰宽化;LSP后钛合金表层出现高密度位错和纳米晶;钛合金标准振动疲劳试件LSP后疲劳极限由438.6 MPa增加至526.7 MPa,提高20.1%;疲劳断口分析表明LSP产生的组织细化和高数值残余压应力场可以有效抑制疲劳裂纹的萌生和扩展,从而提升TC6钛合金的抗疲劳性能。     

锯齿形等离子体激励器纳秒脉冲放电及红外辐射温度特性

为优化表面介质阻挡放电激励器的布局形式,基于ns脉冲表面介质阻挡放电快速放热诱导压缩波进行流动控制的原理,设计了具有平面和锯齿类型高压电极的激励器。在ns脉冲电压的驱动下,研究了其放电特性和激励器表面红外辐射温度特性,并比较了3种激励器的放电能量、峰值功率、峰值电流、表面红外辐射温度。结果表明:施加同样电压时,高压电极为锯齿形的激励器具有较高的放电电流、瞬时放电功率以及放电能量;3种激励器表面温度最高处均位于高、低压电极之间的介质表面处,且锯齿形激励器表面的局部最高红外辐射温度可达88℃,高于平面形激励器的72℃。从脉冲放电能量和表面红外辐射温度的角度验证了锯齿形激励器在流动控制上具有潜在优势,可供提升流动控制效果和优化激励器参考。     

等离子体气动激励的能量转化过程分析

为了提高等离子体气动激励的能量利用率,优化等离子体气动激励,对表面介质阻挡放电的能量转化过程进行了研究。将消耗的能量分为4部分,针对3种典型频率表面介质阻挡放电试验过程波形进行数据处理,得到了等离子体气动激励的能量利用率。试验计算结果表明:ns脉冲最大放电电流最大,可达4A,而且能耗最低,仅为7.5W;ns脉冲等离子气动激励的能量利用率最高、μs脉冲次之、ms脉冲最弱。研究结论有助于提高等离子体气动激励控制附面层的能力,为等离子体流动控制技术的应用奠定基础。