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2019年11月28日,车辆学院第243期学术沙龙在清华大学汽车研究所301成功举办,此次请到的演讲嘉宾是空军工程大学吴云教授,演讲题目为:“等离子体流动控制与点火助燃技术”。
演讲过程中,吴教授从等离子体流动控制和等离子体点火助燃两个方面给出了具体的技术特性阐述,并介绍了未来的发展趋势。演讲一开始,吴教授指出,通过等离子体激励,可以获得更好的加速效益、加热效益、化学效益,从而控制气流和燃烧。在第一部分:等离子体流动控制中,吴教授首先谈到飞机设计在增升箭镞、扩大稳定边界等方面的问题,指出决定发动机性能和稳定性的关键要素——发动机设计中的内流问题本质上是等离子体流动控制问题,即在流动壁面,表面放电等离子体在电场力作用下产生冲量“射流”扰动或气体放电。等离子体射流激励只能在0.4MPa以下的低速范围有效,在从低速到高速、从内流到外流、流动控制防除冰一体化等方向有待进一步研究,因此提出了等离子体冲击流动控制、压气机非定常等离子体激励控制和纳秒脉冲等离子体激励防冰实验等方法来解决以上问题,吴教授在这一部分详细阐释了其中的技术原理以及实验探索过程。在第二部分:等离子体点火助燃中,吴教授说,极端条件点熄火性能对发动机安全性和效能至关重要,极端条件包括极端自然条件(高原、高空、高寒、高湿)和极端工作条件(过渡态、进气畸变、低氧污染),涡轮-冲压组合动力产生的推力鸿沟使得难以成功点火与高效燃烧。针对这一方面的研究俄国开展最多,而美国掌握了最前沿的技术,但目前公开文献中的方法都不能满足航空发动机应用要求,因此等离子体点火助燃技术攻关具有重要意义。接下来吴教授介绍了工程驱动的等离子体点火助燃应用基础研究:点火器改善-多通道等离子体点火以及滑动弧等离子体助燃技术。最后,吴教授谈到等离子体流动控制与点火助燃技术未来研究和技术发展趋势,今后的研究定位在应用基础研究:高超声速降热检组、等离子体流动控制与点火助燃一体化,多电/全电飞机的发展也会为等离子体流动控制与点火助燃技术走向应用提供了重要基础。
吴云教授做主题演讲
吴云教授,空军工程大学航空等离子体动力学国家级重点实验室常务副主任,西安交通大学机械工程学院航空发动机研究所所长,教授、博导。空军工程大学博士,清华大学博士后,英国诺丁汉大学访问学者。曾获军队科技进步一等奖2项、二等奖1项,16项发明专利授权;发表SCI/EI收录论文75/55篇,其中特邀综述3篇;参编Encyclopedia of Plasma Technology等3本国外著作、1本国内著作各1章。
本次学术沙龙活动由车辆学院钱煜平老师主持,吸引了70余名左右的师生前来参加。在座的老师及同学们结合自己的科研方向,就此话题展开热烈讨论,在互动环节提出了若干问题与陈教授交流,包括等离子体流动控制用于高超声速激波调节、燃料电池中的流动控制、研究中的仿真模块使用以及放电过程中的等离子体自由基活性等问题。