Управление обтеканием круглого цилиндра с помощью коронного разряда

Исследовано воздействие электрического ветра, вызванного положительным коронным разрядом, на обтекание кругового цилиндра потоком воздуха с числами Рейнольдса 2400, 3200. Геометрия электродов цилиндр–провод была рассмотрена для двух положений коронирующего электрода относительно цилиндра: за цилиндром и двух симметричных проводов сверху и снизу цилиндра. Проведено прямое численное моделирование электрогидродинамической задачи, использовалась оригинальная униполярная модель коронного разряда. Рассмотрено влияние тонкой струйки электрического ветра, направленной от коронирующего электрода к цилиндру, на структуру вихревого следа за цилиндром и силу лобового сопротивления. Показано, что при расположении двух коронирующих электродов сверху и снизу цилиндра электрический ветер препятствует образованию дорожки Кармана, а также существенно уменьшает аэродинамическое сопротивление цилиндра. При расположении коронирующего электрода за цилиндром коронный разряд и электрический ветер приводят к формированию и развитию крупных вихрей в следе за цилиндром, что приводит к существенным колебаниям аэродинамического сопротивления цилиндра. Было показано, что коронный разряд значительно изменяет характеристики дорожки Кармана: с увеличением напряжения до 30 kV частота отрыва вихрей уменьшается в 2.5 раза, размеры вихрей и скорость их вращения заметно возрастают. Сила лобового сопротивления имеет квазипериодический характер, ее средняя величина линейно зависит от напряжения короны.