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系統識別號 U0002-0607201703514200
中文論文名稱 以實驗方法探討合成噴流運作機制
英文論文名稱 Experimental Study of Synthetic Jet Working Mechanism
校院名稱 淡江大學
系所名稱(中) 航空太空工程學系碩士班
系所名稱(英) Department of Aerospace Engineering
學年度 105
學期 2
出版年 106
研究生中文姓名 林偉翔
研究生英文姓名 Wei-Hsiang Lin
學號 604430230
學位類別 碩士
語文別 中文
口試日期 2017-06-12
論文頁數 75頁
口試委員 指導教授-湯敬民
委員-陳增源
委員-葉泳蘭
中文關鍵字 合成噴流  PIV  壓電致動器 
英文關鍵字 synthetic jet flow  piezoelectric actuators  PIV 
學科別分類 學科別應用科學航空太空
中文摘要 本研究以粒子影像測速儀(PIV)應用於探討合成噴流(synthetic jet flow)運作過程。以壓電晶片為主之合成噴流致動器(piezoelectric actuators)進行實驗,探討單致動器和雙致動器對於流場的影響差異。
透過PIV系統進行定量及定性的研究後,可以發現一個完整的噴流周期內有兩個速度峰值,而單一致動器及雙致動器在吸入的行程時也會有渦旋的產生。雙致動器所產生的渦流對會比單致動器所產生的渦流對較慢向外擴散,雙致動器所產生的兩組渦流對中間的渦流對會互相影響進而混合成另一個渦旋,而雙致動器所噴出的內側噴流,其噴出的平均速度約是單致動器的1.5倍。
英文摘要 This research is to investigate the effect of piezoelectric synthetic by Particle Image Velocimetry (PIV) system. To investigate the effects of single actuator and dual actuator on the flow field.
The application of Particle Image Velocimetry to the measurements of the piezoelectric actuator. In a complete cycle have two velocity peaks. The actuator suction flow and ejection flow also generated vortex.
According to the results of the experiment, the inner vortices produced by dual actuator will effect each other and then mixing, generate another vortex. The average speed of dual actuator is 50% more than single actuator.
論文目次 第一章 緒論 1
1.1 前言 1
1.2 文獻回顧 4
1.2.1 合成噴流 4
1.2.2 粒子影像測速系統(Particle Image Velocimetry, PIV) 7
1.2.3質點軌跡流場觀察法(Particle traking flow visualization method,PTFV) 8
1.3研究動機與目的 8
1.4論文小結 9
第二章 實驗設備 10
2.1實驗設備 10
2.1.1 高速攝影機 10
2.1.2 照明系統 11
2.1.3 合成噴流致動器 11
2.1.4 追蹤粒子 12
2.1.5 流場觀測箱 13
2.1.6 後處理軟體proVISION-XS 13
2.2 實驗方法 14
2.2.1 PIV量測原理 14
2.2.2 渦度計算 15
2.2.3 PIV參數 16
2.3設備小結 17
第三章 實驗規劃與研究方法 18
3.1 實驗規劃 18
3.2 合成噴流致動器之流場觀測 18
3.3 合成噴流致動器之速度量測 19
3.4實驗小結 20
第四章 實驗結果與討論 21
4.1 單一合成噴流致動器之流場觀測 21
4.2 單一合成噴流致動器之速度量測 22
4.3 單一合成噴流致動器之渦度分析 23
4.4 雙合成噴流致動器之流場分析 23
4.5 結論 25
4.6結果小結 25
第五章 結論與未來建議 26
5.1 結論 26
5.2 未來建議 27
參考文獻 28
表目錄
表2.1 軟體設定...................................33

圖目錄

圖1.1 合成噴流示意圖 34
圖1.2 PIV系統的實驗架構圖[41] 34
圖2.1實驗架構示意圖 35
圖2.2 NX4-S2 高速攝影機 35
圖2.3 Nikon f/1.4D 50mm 鏡頭 36
圖2.4 照明系統 36
圖2.5 DPSS Laser 原理示意圖[42] 37
圖2.6 合成噴流致動器流場示意圖[43] 37
圖2.7 在相同雷諾數下之噴流比較[44] 38
圖2.8 致動器外型 39
圖2.9 致動器實體 39
圖2.11 二氧化矽 40
圖2.12 流場觀測箱 40
圖3.1 噴流方向及噴孔位置 41
圖3.2 雙致動器噴孔位置 42
圖3.3致動器架構設計流程圖 43
圖3.4 實驗流程圖 44
圖4.1(a) 單一致動器V方向速度分布圖相位0度 45
圖4.1(b) 單一致動器V方向速度分布圖相位36度 45
圖4.1(c) 單一致動器V方向速度分布圖相位72度 46
圖4.1(d) 單一致動器V方向速度分布圖相位108度 46
圖4.1(e) 單一致動器V方向速度分布圖相位144度 47
圖4.1(f) 單一致動器V方向速度分布圖相位180度 47
圖4.1(g) 單一致動器V方向速度分布圖相位216度 48
圖4.1(h) 單一致動器V方向速度分布圖相位252度 48
圖4.1(i) 單一致動器V方向速度分布圖相位288度 49
圖4.1(j) 單一致動器V方向速度分布圖相位324度 49
圖4.2(a) 單一致動器渦度圖相位0度 50
圖4.2(b) 單一致動器渦度圖相位36度 50
圖4.2(c) 單一致動器渦度圖相位72度 51
圖4.2(d) 單一致動器渦度圖相位108度 51
圖4.2(e) 單一致動器渦度圖相位144度 52
圖4.2(f) 單一致動器渦度圖相位180度 52
圖4.2(g) 單一致動器渦度圖相位216度 53
圖4.2(h) 單一致動器渦度圖相位252度 53
圖4.2(i) 單一致動器渦度圖相位288度 54
圖4.2(j) 單一致動器渦度圖相位324度 54
圖4.3 32*32網格 55
圖4.4 單致動器平均速度圖 56
圖4.5(a) 雙致動器渦度圖相位0度 57
圖4.5(b) 雙致動器渦度圖相位36度 57
圖4.5(c) 雙致動器渦度圖相位72度 58
圖4.5(d) 雙致動器渦度圖相位108度 58
圖4.5(e) 雙致動器渦度圖相位144度 59
圖4.5(f) 雙致動器渦度圖相位180度 59
圖4.5(g) 雙致動器渦度圖相位216度 60
圖4.5(h) 雙致動器渦度圖相位252度 60
圖4.5(i) 雙致動器渦度圖相位288度 61
圖4.5(j) 雙致動器渦度圖相位324度 61
圖4.6(a) 雙致動器速度圖相位差0度 62
圖4.6(b) 雙致動器速度圖相位差36度 62
圖4.6(c) 雙致動器速度圖相位差72度 63
圖4.6(d) 雙致動器速度圖相位差108度 63
圖4.6(e) 雙致動器速度圖相位差144度 64
圖4.6(f) 雙致動器速度圖相位差180度 64
圖4.6(g) 雙致動器速度圖相位差216度 65
圖4.6(h) 雙致動器速度圖相位差252度 65
圖4.6(i) 雙致動器速度圖相位差288度 66
圖4.6(j) 雙致動器速度圖相位差324度 66
圖4.7 雙致動器平均速度圖 67

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