Modeling Dielectric Barrier Discharge plasma actuators to be used for active flow control

This Master Thesis work cover the simulation of the movement of charged species exposed to a high gradient electric field, the same environment a plasma actuator produces. The final goal is to use the plasma actuator as an active flow control device to decrease the drag of a body moving in air. This report describes how the problem was set up in COMSOL Multiphysics and the resulting volume force achieved. The volume force is the force generated by the plasma actuator that is acting on the air. To understand the effect of a plasma actuator better experimental work was also performed. The experimental work include what effect a plasma actuator has on a wing that has stalled out and measuring the air velocity obtained from a single plasma actuator. The conclusion is that more work has to be performed to make the plasma actuator a more effective flow control device. This type of work is a way to understand how plasma actuators work and in extension will lead to how a plasma actuator will be used effectively.Detta examensarbete behandlar simuleringen om hur laddade partiklar rör sig när de utsätts för ett elektriskt fält med hög gradient, ett liknande närområde som skapas av en plasma aktuator. Slutmålet är att kunna använda plasma aktuatorer som en aktiv flödeskontroll med avsikt att minimera motsåndet på en stelkropp som rör sig genom luften. Den här rapporten beskriver hur problemet ställs upp i COMSOL Multiphysics och vilken volymkraft som fås utav simulerignen. Volymkraften är den genererade kraft från plasma aktuatorn som aggerar på den omgivande luften. Utöver simuleringen har praktiska experiment gjorts för att förstå effekten från en plasma aktuator bättre. Dessa experiment består av hur en plasma aktuator förändrar luftströmmen över en vinge som redan tappat sin lyftkraft och av att mäta vilken hastighet luften kan nå på grund av en plasma aktuator. Sammanfattnignen är att mer arbete behöver göras för att effektivisera en plasma aktuator om den ska användas för flödeskontrol. Detta arbeta är ett steg i att förstå hur plasma aktuatorer fungerar vilket i förlängningen kommer leda till hur man ska använda en plasma aktuator på bästa sätt