[發明專利]高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示方法、系統

有效

• 申請號: 201710097182.2
• 申請日: 2017-02-22
• 公開（公告）號: CN106895951B
• 公開（公告）日: 2020-01-03
• 發明（設計）人: 李一鳴;李祝飛;詹東文;楊基明
• 申請（專利權）人: 中國科學技術大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02;G01M9/04
• 代理公司: 11227 北京集佳知識產權代理有限公司
• 代理人: 羅滿

1.高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示方法，其特征在于，包括如下步驟：

向風洞輸入水蒸氣，具體將所述風洞抽真空以使水蒸氣輸入所述風洞內，并控制所述水蒸氣進入所述風洞后的水蒸氣分壓，向所述風洞內充入實驗氣體，使得所述水蒸氣分壓與所述風洞的工作壓強相匹配，混入所述水蒸氣的實驗氣體經所述風洞的噴管加速，所述水蒸氣凝結產生納米顆粒，所述水蒸氣分壓與所述工作壓強的匹配能夠控制所述水蒸氣最終在風洞中凝結形成納米顆粒的尺寸和數量；

納米顆粒作為示蹤粒子，進入內轉式進氣道及隔離段形成的流場中；

在所述流場至少一個方向上的多個截面位置，采用激光照射，拍攝激光照射平面內示蹤粒子的散射圖像，以獲得所述流場的層析圖像。

2.如權利要求1所述的高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示方法，其特征在于，所述風洞為激波風洞。

3.如權利要求1或2所述的高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示方法，其特征在于，針對所述內轉式進氣道及隔離段的內流道，至少隔離段(13)采用透明材質制成，以便拍攝或照射激光；

從所述隔離段(13)的側面照射以獲取所述流場的橫截面的示蹤粒子散射圖像；

和/或，沿所述隔離段(13)的軸線方向，向所述隔離段(13)內照射激光，以獲取所述流場的縱截面的示蹤粒子散射圖像。

4.如權利要求3所述的高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示方法，其特征在于，激光從所述隔離段(13)的側面照射時，還在所述隔離段(13)出口的下游位置設置反射鏡(14)，以從所述下游位置的側面拍攝所述反射鏡(14)中反射的示蹤粒子的散射圖像；或者，

在所述隔離段(13)的下游位置設置反射鏡(14)，從所述下游位置的側面照射激光，所述反射鏡(14)將激光沿所述隔離段(13)的軸向反射入所述隔離段(13)內，從所述隔離段(13)的側面拍攝所述隔離段(13)內部示蹤粒子的散射圖像。

5.如權利要求1或2所述的高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示方法，其特征在于，所述內轉式進氣道及隔離段采用金屬材料制成，針對其內流道，至少將隔離段(13)形成多個截面模型，獲得各所述截面位置的示蹤粒子散射圖像，以獲得所述流場的層析圖像。

6.高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示系統，其特征在于，包括：

風洞；

水蒸氣裝置，存儲有水蒸氣，并能夠輸送水蒸氣至風洞內；

真空泵，所述真空泵將所述風洞抽真空以使水蒸氣輸入所述風洞內，并控制所述水蒸氣進入所述風洞后的水蒸氣分壓，所述水蒸氣分壓與充入實驗氣體后所述風洞的工作壓強相匹配；

激光設備，用于照射所述流場至少一個方向上的多個截面位置；

拍攝設備(10)，用于拍攝激光照射平面內示蹤粒子的散射圖像，以獲得所述流場的層析圖像；

混入所述水蒸氣的實驗氣體經所述風洞的噴管加速，所述水蒸氣凝結產生納米顆粒，所述水蒸氣分壓與所述工作壓強的匹配能夠控制所述水蒸氣最終在風洞中凝結形成納米顆粒的尺寸和數量，納米顆粒作為示蹤粒子進入內轉式進氣道及隔離段形成的流場中。

7.如權利要求6所述的高超聲速內轉式進氣道及隔離段流場層析顯示系統，其特征在于，所述風洞為激波風洞。