由于真實(shí)氣體效應(yīng),高超聲速流場的研究仍然依賴于大量的實(shí)驗(yàn).流場溫度是實(shí)驗(yàn)的重要參數(shù),目前只能通過具有非入侵性質(zhì)的光學(xué)測量手段獲得,然而,由于多方面的難題,鮮有對高焓流場參數(shù)測量的報(bào)道.文章介紹了利用激光誘導(dǎo)熒光(laser-induced fluorescence, LIF)技術(shù)對JF-10氫氧爆轟激波風(fēng)洞產(chǎn)生的高焓實(shí)驗(yàn)氣流溫度的測量工作.搭建了用于脈沖式風(fēng)洞的LIF測量系統(tǒng),使用了NO分子作為熒光組分.因?yàn)楦哽柿鲌鰧?shí)驗(yàn)條件苛刻,本實(shí)驗(yàn)對傳統(tǒng)的激光設(shè)置進(jìn)行了調(diào)整,使用了平行于拍攝方向的豎直平面激光激發(fā)NO,使熒光信號(hào)更為集中,獲得了清晰的LIF圖像.利用雙線測溫法(two-line thermometry, TLT)測量高焓自由流中NO分子的轉(zhuǎn)動(dòng)溫度,從而確定氣流的平轉(zhuǎn)溫度.測量結(jié)果表明, JF-10實(shí)驗(yàn)氣流的平轉(zhuǎn)溫度為600 K.

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

圖1 熒光過程相關(guān)能級(jí)示意圖

熒光是分子受到光照時(shí)吸收光子并在短時(shí)間釋放出熒光光子的現(xiàn)象.熒光產(chǎn)生過程如圖1所示.入射光子的能量與分子躍遷至激發(fā)態(tài)所需的能量相符時(shí),分子有一定幾率會(huì)吸收光子,然后躍遷至激發(fā)態(tài).處于激發(fā)態(tài)的分子并不穩(wěn)定,會(huì)迅速躍遷到較低能級(jí)并向任意方向隨機(jī)釋放熒光光子.值得注意的是....

圖2 JF-10 激波風(fēng)洞流場診斷的NO LIF測量設(shè)備示意圖

NOLIF系統(tǒng)的主要設(shè)備是激光光源和ICCD相機(jī)以及相關(guān)光學(xué)元件.NOLIF所用的激發(fā)光由可調(diào)諧染料激光器(Precisionscan,Sirah)產(chǎn)生,波長在225nm附近,針對NO組分的γ(0,0)譜帶躍遷.一臺(tái)工作在3倍頻模式的Nd:YAG激光器(Quant....

圖3 片光設(shè)置示意圖

激光光束經(jīng)過焦距為-75mm的石英柱透鏡在豎直方向發(fā)散,然后經(jīng)過焦距為1000mm的石英球面透鏡在豎直方向上準(zhǔn)直,在水平方向上逐漸匯聚形成薄片狀的平面光束,進(jìn)入風(fēng)洞的試驗(yàn)段.石英透鏡距離拍攝視場中心約800mm,焦點(diǎn)在視場以外,避免激發(fā)光能量密度過高導(dǎo)致熒光的....

圖4 風(fēng)洞運(yùn)行狀態(tài)與LIF測量的時(shí)序

在本系列LIF測量中,建立了專用的時(shí)序控制系統(tǒng),對激光器、風(fēng)洞點(diǎn)火、ICCD拍攝進(jìn)行觸發(fā),實(shí)現(xiàn)激光器的預(yù)熱以及各個(gè)設(shè)備的同步.時(shí)序控制系統(tǒng)啟動(dòng)以后,首先以10Hz的頻率給激光器發(fā)出觸發(fā)信號(hào),使激光器進(jìn)行預(yù)熱.在第200個(gè)激光脈沖發(fā)出之前,控制系統(tǒng)發(fā)出點(diǎn)火....

本文編號(hào)：4024552