層析粒子圖像測速技術(shù)（Tomographic Particle Image Velocimetry,Tomo-PIV）是將PIV技術(shù)和計算機斷層診斷技術(shù)（CT）相結(jié)合的一種瞬時三維流場速度測量技術(shù),能夠定量獲取流場的三維結(jié)構(gòu)。通過對該技術(shù)的研究,實現(xiàn)了其在亞跨超聲速風洞的應(yīng)用,并進行了超臨界翼型小肋減阻的試驗驗證�；谥袊教炜諝鈩恿夹g(shù)研究院FD-12亞跨超聲速風洞,設(shè)計了體光源和相機等硬件設(shè)備的布局方案,解決了示蹤粒子的均勻播撒問題,測量了Ma=0.6條件下的自由來流流場,并與PIV測試結(jié)果進行對比,兩者數(shù)據(jù)吻合較好,驗證了Tomo-PIV的測量精度。針對超臨界翼型OAT15a,測量了翼型表面分別貼附光滑薄膜和順流向?qū)ΨQV形小肋薄膜后翼型尾緣后方的三維速度場。對比發(fā)現(xiàn),貼附小肋薄膜后尾緣后方流場的馬赫數(shù)增大,說明小肋能夠減小翼面摩擦阻力,具有一定的減阻效果。 

【文章來源】：實驗流體力學. 2020,34(04)北大核心CSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

Tomo-PIV技術(shù)原理圖

試驗在中國航天空氣動力技術(shù)研究院的FD-12亞跨超聲速風洞中進行。FD-12為暫沖式亞跨超聲速風洞，試驗段截面尺寸1.2m×1.2m，總長3.8m，為外圓內(nèi)方的雙層結(jié)構(gòu)，外層（即駐室）內(nèi)徑為2.8m，內(nèi)層（即亞跨聲速插入箱）進出口尺寸1.2m×1.2m，插入箱的上下壁是可調(diào)擴開角的開孔壁，左右壁為實壁。在試驗段側(cè)面分別設(shè)置有2套透光尺寸為Φ500mm的觀察窗，駐室頂部設(shè)有一個Φ450mm觀察窗。風洞及試驗段外形見圖2。2.1.2 試驗?zāi)Ｐ?

試驗?zāi)Ｐ蜑槌R界翼型OAT15a，整體采用3段式設(shè)計，每段長度300 mm，翼型弦長300mm，展弦比為3∶1，整體通過側(cè)窗機構(gòu)支撐。控制中間段翼型與兩側(cè)模型間隙為1.5mm，并使用單側(cè)背膠海綿填充，降低縫隙流動的同時保證沒有力的傳遞。試驗所用小肋薄膜通過輪轂熱壓工藝加工制備，采用PVC薄膜作為基礎(chǔ)材料。制備的小肋高h=22μm、肋間距s=27μm，采用對稱V型結(jié)構(gòu)，如圖4所示。小肋參數(shù)計算方法如下，計算得到的無量綱尺寸見表1。其中，s+和h+為小肋無量綱寬度和高度，u*為壁面摩擦速度，τw為壁面摩擦切應(yīng)力（以翼型弦長為特征長度，按照平板理論公式計算出的摩擦切應(yīng)力），ν為空氣運動黏度，ρ為空氣密度。

【參考文獻】：
期刊論文
[1]圓柱尾流場的Tomo-PIV測量[J]. 許相輝,蔣甲利,牛中國,寧繼鵬,劉捷.  實驗流體力學. 2015(05)
[2]層析PIV技術(shù)及其合成射流測量[J]. 高琪,王洪平.  中國科學:技術(shù)科學. 2013(07)
[3]Tomographic PIV investigation of coherent structures in a turbulent boundary layer flow[J]. Andreas Schrder,Reinhard Geisler.  Acta Mechanica Sinica. 2012(03)
[4]粒子圖像測速技術(shù)研究進展[J]. 許聯(lián)鋒,陳剛,李建中,邵建斌.  力學進展. 2003(04)



本文編號：3567817