湍流边界层的研究已经得到了广泛的关注。湍流边界层中的相干结构是产生阻力的主要原因之一。本工作使用介质阻挡等离子体诱发流向涡控制湍流边界层达到阻力减小的目的。破坏湍流再生成是阻力减少的方法之一。等离子体激励器是一种结构简单的设备。它可以产生沿壁面的射流,这个射流在湍流边界层中应用可以实现不同方案的组合以达到减阻的目的。等离子体在湍流边界层中可以诱发流向涡来控制湍流边界层减阻。然而流向涡的位置、大小和强度都将影响湍流边界层的减阻效果。对湍流边界层中诱导的流向涡特征的研究可以帮助更好的实现基于流向涡的减阻。流向涡的大小,强度都与等离子体激励器的长度和施加在激励器的电压有关。控制前后的流场的主要流体结构由粒子成像测速仪(PIV)测量。热线风速仪用来测量垂直壁面方向的平均流向速度曲线,并依据线性区的速度梯度估计壁面所受的表面摩擦阻力。当减少施加的电压和增加激励器长度会使诱导出的最大涡量和诱导涡的尺寸减少。因此,较长电极上施加较高的电压产生的最大涡量可以与短电极施加小电压产生的最大涡量相同但涡的尺寸不同。当增加等离子体激励器的偏转角度时,最大涡量会减少,并且,涡尺寸在z方向上的影响范围会增大,但是在垂直壁面方向上的影响会减小。基于壁面速度梯度可以估计壁面所受的表面摩擦阻力。当固定相同的最大涡量时,长电极的局部减阻量最高,为37.9%。但是长电极达到相同的涡量需要更大的射流速度,因而诱导的流向涡的下洗侧的速度很大,导致大量的阻力增加。当固定电极长度而改变电极角度时,由于涡的结构不稳定,在形成主涡的过程中会有小涡结构产生。这些小的涡结构会扰乱湍流再生成过程以达到阻力减少。当电极角度为15°且施加电压为9 kVp-p时,电极下游25 mm处的平均减阻率最大,为7.9%。