蛇行形状プラズマアクチュエータ

蛇行型プラズマアクチュエータは、プラズマアクチュエータの幅広いクラスを代表する 。このアクチュエータは、電極形状がスパン全体にわたって周期的になるように変更されている点で標準タイプとは異なります。^{[1] [2]}

このクラスのプラズマアクチュエータは、 2008年にフロリダ大学の応用物理学研究グループ（APRG）で、層流と乱流境界層の流れを制御する目的でSubrata Royによって開発されました。それ以来、APRGはこのクラスのプラズマアクチュエータの特性評価と用途の開発を続けています。いくつかの特許は、蛇行形状のプラズマアクチュエータに関する初期の研究から生まれました。^{[3] [4] [5] [6] [7]}

^{2013年には、これらのアクチュエータは科学雑誌で広く注目を集め始め、AIPのEurekAlert、 [8]} Inside Science ^[9]やさまざまなブログ^{[10] [11]}など、これらのアクチュエータに関する記事がいくつか書かれました。

蛇行プラズマアクチュエータ（他の誘電体バリア放電アクチュエータ、すなわちプラズマアクチュエータと同様に）は、大気プラズマを誘導し、流体に電気流体力学的体積力を導入することができる。この体積力は流れ制御を実行するために使用することができ、航空機の抗力低減や燃焼室内の流れの安定化など、さまざまな用途が考えられる。^[12]

蛇行型プラズマアクチュエータと従来の形状との重要な違いは、電極の形状が、そのスパン全体にわたって周期的になるように変更されていることです。電極が周期的に作られているため、結果として生じるプラズマと体積力もスパン方向に周期的です。このスパン方向の周期性により、流れに 3 次元の流れ効果を誘発できますが、これは従来のプラズマアクチュエータの形状では実現できません。

3次元の流れ効果の導入により、プラズマアクチュエータはより広範囲の物理的メカニズム（境界層ストリーク^[13]やトルミエン・シュリヒティング波の二次不安定性など）に投影できるようになるため、プラズマアクチュエータはより高いレベルの制御権限を適用できるようになると考えられています。最近の研究では、これらのプラズマアクチュエータが平板上の層流と遷移流の制御に大きな影響を与える可能性があることが示されています。^{[14] [15]}さらに、蛇行アクチュエータは、航空機の翼の形状に適用された場合、揚力の増加、抗力の減少、制御ローリングモーメントの生成が実験的に実証されています。^[16]

これらのプラズマアクチュエータは潜在的に高いレベルの制御権限を持つ可能性があるため、現在、米国[ ^{17] [18]}と英国^[19]のいくつかの研究所で、これらのアクチュエータを実際のアプリケーションに適用する研究が行われています。最近の数値研究では、蛇行したプラズマアクチュエータをパターン内に配置して遷移流のエネルギーモードを変更することで、乱流抵抗が大幅に減少すると予測されています。^[20]

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