12、合成射流与多无人机协同路径跟踪技术研究

合成射流与多无人机协同路径跟踪技术研究

1. 合成射流研究概述

近年来，对替代推进系统的研究愈发重要，合成射流作为一种新型的海洋推进系统崭露头角，同时在航空航天工程领域也具有重要意义，特别是在边界层主动流动控制方面，能有效降低阻力、提高飞机效率。

合成射流通过产生向前移动的涡环来产生推力，其工作过程包括两个阶段：
- 喷射阶段 ：腔内的流体在活塞或膜片的驱动下，通过喷嘴向下游流动，在喷嘴下游产生具有动量的涡环。
- 抽吸阶段 ：流体通过同一孔口返回初始腔室，一个鞍点将继续向下游移动的流体与返回腔室的流体分隔开。

合成射流的主要特点是在无需额外质量注入的情况下产生流向动量（零净质量通量，ZNMF），这使得它在许多工业应用中极具吸引力，如流动控制、增强传热、改善流体混合特性等。

2. 合成射流研究方法

2.1 数值模拟设置

对两个平面合成射流装置进行二维不可压缩流体的数值模拟。计算域的尺寸以孔口直径 (D = 1) 进行无量纲化：
- 腔室直径和深度 (D_p = 5D)
- 长度 (L = 300D)
- 外部半径 (R_e = 240D)

边界条件如下：
- 入口 ：速度 (u_p = U\frac{1}{5}\sin(2\pi ft))（(U = 1)，(f) 为强迫频率），压力采用诺伊曼边界条件。
- 射流出口壁面 ：无滑移条件。
- 外流边界