● 摘要
合成射流（Synthetic jet）又称为零质量射流（Zero-Net-Mass-Flux-Jet），是国际上近年来提出的一种全新的主动流动控制技术，相比于传统射流其无需额外气源和复杂的气体输送管道，只需要振动薄膜或者活塞在激励器腔体内往返运动即可完成，因此迅速受到国内外众多研究者的广泛关注。与一般的合成射流激励器产生的标准正弦信号不同，高效合成射流激励信号是通过改变吸/吹比因子K的大小从而得到的一种新型的激励信号。本文主要利用PIV技术，通过实验手段观测和研究了静止水流中该新型激励信号产生的合成射流的发展和演化，研究的主要内容包括不同吸/吹比因子K情况下形成的二维合成射流和轴对称合成射流的流场特性、结构以及参数影响规律，给出了流动显示结果以及相位平均和时间平均流场的分析和比较。本文研究发现，该新型激励信号产生的合成射流并不改变一般合成射流的基本特征，但是大吸/吹比因子激励信号会产生速度较大的涡对，可以运动到下游更远的距离；K的增大可以加强射流的掺混并向下游输送更多的动量；轴对称合成射流中出现的主涡环与其尾迹中的第二个涡环相互融合的现象可以增加射流宽度和主涡的动量，提高流动控制效果。提出了“实际有效冲程”的概念，指出标准合成射流涡对/环形成标准同样适用于新型激励信号产生的合成射流，但需用“实际有效冲程”代替原来的无量纲冲程。