一种剪切层流动控制方法

摘要

一种剪切层流动控制方法，用于控制剪切层基频涡卷的演化形式；首先对剪切层流动进行线性稳定性分析，获得剪切层最不稳定波的波数，即基频扰动波的波数α1；然后根据所要产生的涡卷演化形式，确定基频扰动波与亚谐扰动波的相差Δφ；最后利用交流电信号来模拟基频扰动波与亚谐扰动波，该交流电信号对电阻加热，进而加热气流，通过对交流电信号的幅度、相位、频率的控制实现流动的精确控制。本发明提出的控制方法不仅考虑扰动的频率特性，更进一步考虑扰动的相位特性，因而，能够全方位模拟扰动特性，实现剪切层精确控制。

主权项

一种剪切层流动控制方法，用于控制剪切层基频涡卷的演化形式，其特征在于：包括如下步骤：(1)对剪切层流动进行线性稳定性分析，获得剪切层最不稳定波的波数，即基频扰动波的波数α1；(2)根据所要产生的涡卷演化形式，确定基频扰动波与亚谐扰动波的相差Δφ；(3)利用交流电信号来模拟基频扰动波与亚谐扰动波，该交流电信号对电阻加热，进而加热气流，通过对交流电信号的幅度、相位、频率的控制实现流动的精确控制；其中，基频扰动波记为f1＝A1cos(α1t+φ1)，亚谐扰动波记为fm＝Amcos(αmt+φm)，其中αm＝α1/m，m为大于等于2的整数；任意选定φ1，根据步骤(2)确定的相差Δφ确定出φm；交流电信号由两个余弦交流电信号合成；第一个交流电信号记为u1＝U1cos(ω1t+θ1)，令ω1＝α1，θ1＝φ1，引入基频扰动波；第二个交流电信号记为u2＝U2cos(ω2t+θ2)，令ω2＝αm，θ2＝φm，引入亚谐扰动波；其中，U1，U2，ω1、ω2，θ1与θ2都是可控参数，通过对它们的控制可获得所需的扰动信号，从而实现流动的精确控制。