Characterization of a three-electrodes surface corona actuator

The aim of this thesis work is to characterize the performance of a new three-electrodes surface corona plasma actuator. In order to understand how the three-dimensional discharge is developed near the electrodes, some measurements of the induced velocity have been done with the plasma actuator placed on a flat plate, in still air. This has been performed for different geometries and two types of power supply, continuous and pulsed voltage, with the purpose of understanding how the flow field induced by the actuator is controlled. To understand the discharge patterns, the discharge has been visualized with high frequency images and, in addition, the energy consumption of the plasma actuator has been evaluated. The good performances in terms of induced speed of the three-electrode actuator with respect to classical and serrated edge corona configurations are confirmed. The passage to the pulsed power supply, in contrast to what expected, did not lead to a better stability of the discharge at higher voltages. Nevertheless, it allowed to generate a very stable glow discharge with high performances in terms of induced speed velocity and with low energetic consumption.

Lo scopo di questo lavoro di tesi, di carattere sperimentale, è lo studio delle prestazioni di una nuova configurazione di attuatore al plasma di tipo corona, composto da tre elettrodi. Per comprendere come si sviluppa la scarica tridimensionale vicino agli elettrodi vengono effettuate delle misurazioni della velocità indotta dall'attuatore al plasma disposto su lastra piana, in aria calma. Ciò è stato svolto per diverse geometrie e con diversi tipi di alimentazione, in tensione continua ed impulsata, con lo scopo di comprendere come venga influenzato il campo di moto indotto dall'attuatore. Viene inoltre visualizzata la scarica attraverso delle immagini scattate ad alta frequenza per comprenderne le caratteristiche e viene analizzato il consumo energetico dell'attuatore. Le buone prestazioni in termini di velocità indotta dell'attuatore a tre elettrodi rispetto alle configurazioni degli attuatori corona a punte sono confermate. Il passaggio ad una alimentazione in tensione impulsata non ha portato, al contrario di quanto ci si aspettava, ad una maggiore stabilità della scarica a tensioni maggiori ma ha tuttavia permesso di generare una scarica in regime glow molto stabile e performante in termini di velocità indotta e con un basso consumo energetico.