在主动流动控制领域，合成射流技术因其无需外部气源、结构紧凑、响应迅速等优点备受瞩目。但传统压电合成射流作动器普遍面临一个难题：动量与频率的耦合矛盾——在低驱动频率下难以产生高速射流。为攻克这一瓶颈，长沙理工大学、国防科技大学李石清, Shuxuan Cai，吉林大学/香港理工大学曾令伟，国防科技大学罗振兵开展了一项创新性实验研究，提出并验证了基于信号调制的“低频高动量”射流生成新方法，相关成果已发表于期刊《Actuators》。

压电合成射流作动器通常在数百至数千赫兹的共振频率附近工作效能最佳，而许多低速流场的最优激励频率仅约几十赫兹。直接以低频驱动，作动器无法产生足够的射流动量，导致控制失效。为解决这一矛盾，研究团队创新性地将通讯领域成熟的幅度调制（AM） 和频率调制（FM） 技术引入对作动器驱动信号的控制中。实验以双合成射流作动器为对象，系统研究了不同调制频率下，信号调制对压电振膜振动特性及射流出口速度特性的影响。结果表明，在远低于共振频率（如1-50 Hz）的调制频率下，AM和FM均能显著增强低频段的射流峰值速度。例如，在调制频率为1 Hz时，射流峰值速度可达共振频率下无调制射流峰值速度的约76%至91%，成功实现了“低频”与“高能”的兼得。

研究进一步从压电振膜的振动特性揭示了调制生效的物理本质。通过分析发现，信号调制之所以能提升低频射流动量，关键在于它同时增强了DSJA腔体的容积变化量和容积变化率。这两个参数是产生高动量射流的前提。在低频调制下，振膜除了原有的高频共振振动外，还被诱发出显著的低频振动分量，从而综合提升了射流性能。研究打破了传统压电作动器的动量-频率耦合限制，通过选择合适的压电陶瓷并调制其振动特性，可以设计出能够产生特定频率组合射流的作动器，为针对不同流场特性的精准控制提供了全新的技术思路和设计灵活性。未来，这种基于信号调制的低频高动量射流技术，在飞机增升、减阻、桥梁风振抑制等低速流场控制领域具有广阔的应用潜力。

研究团队在测量射流出口速度场时，采用了大连航华CTA-04A型热线风速仪。该设备以2000 Hz的采样频率，捕捉了射流出口中心点速度的瞬态变化，为分析峰值速度、计算速度增长率和进行频域特性分析提供了可靠的数据来源。航华热线风速仪的性能，保障了信号调制效果定量评估的准确性，为“低频高动量”射流生成方法的成功验证提供了不可或缺的实验支持。

论文信息：Shiqing Li, Shuxuan Cai, Lingwei Zeng, Lingwei Zeng. Experimental Study on the Characteristics of Dual Synthetic Jets Modulated by Driving Signals. Actuators 2025, 14, 541.