[發(fā)明專利]一種測量槽壁近壁區(qū)域流動的探針支撐和移測裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810711040.5
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN108593251B
• 公開（公告）日: 2023-10-17
• 發(fā)明（設計）人: 劉光遠;陳德華;張林;鄭曉東;楊洋;陳學孔;賈智亮;楊昕鵬;楊國超;鄧吉龍;蘇北辰
• 申請（專利權(quán)）人: 中國空氣動力研究與發(fā)展中心高速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 成都天既明專利代理事務所(特殊普通合伙) 51259
• 代理人: 李欽

本發(fā)明公開了一種測量槽壁近壁區(qū)域流動的探針支撐和移測裝置，目的在于解決目前缺乏跨聲速風洞槽壁近壁區(qū)域流動特性測量手段的現(xiàn)狀。其包括探針支撐單元、流向移測控制單元、法向移測控制單元。探針支撐單元包括固定蓋和楔形前端兩部分，在楔形前端形成探針安裝孔。本發(fā)明能通過少量實驗車次盡快獲得穿槽流動特征量的分布特點，以利于槽壁近壁區(qū)域流場測量、分析，及槽壁邊界條件的準確性驗證。采用駐室內(nèi)安裝方式，能夠減小測試裝置對試驗段主氣流的影響，保證穿槽流動測試的準確性；采用法向和流向移測的同步控制，能夠?qū)崿F(xiàn)穿槽流動法向和流向特征量分布的同步測量，快速獲得穿槽流動特征量的分布特性，提高測試效率和準確度。

技術(shù)領域

本發(fā)明涉及實驗空氣動力學領域，具體為一種測量跨聲速風洞槽壁近壁區(qū)域流動的探針支撐和移測裝置。

背景技術(shù)

開槽是跨聲速風洞試驗段壁板主要的透氣形式之一。高亞聲速范圍內(nèi)，與孔壁相比，槽壁具有干擾小、噪聲低、加工調(diào)整方便等特性，逐漸成為跨聲速風洞的發(fā)展趨勢，晚些時候建成的主要設備（如NTF、ETW等）均采用了開槽形式。與低速風洞的實壁或開口邊界不同，開槽邊界會誘導駐室與試驗段之間的穿槽流動，該流動直接影響跨聲速風洞的整體性能，包括流場均勻性、堵塞干擾和波反射干擾以及馬赫數(shù)修正特性等。此外，與近壁流動特性相關(guān)的槽壁邊界條件還是洞壁干擾評估與修正技術(shù)的重要環(huán)節(jié)。國外先進風洞的運行經(jīng)驗表明，洞壁干擾特性研究的發(fā)展應基于近壁區(qū)域流動特性研究之上，主要是近壁區(qū)域流動測試技術(shù)的發(fā)展，壁板誘導速度場建模分析等手段。

開槽導致的透氣流動使洞壁邊界區(qū)域流動異常復雜，流動方向、壁板壓差以及開槽參數(shù)之間存在嚴重的耦合效應，近壁流動特性不僅與開槽的幾何參數(shù)有關(guān)，而且與壁面邊界層、模型堵塞等因素關(guān)系密切，采用數(shù)學模型進行準確描述和分析的難度較大；數(shù)值模擬方面，近壁區(qū)域內(nèi)復雜的開槽結(jié)構(gòu)以及對邊界層的抽吸影響使數(shù)值模擬在短期內(nèi)無法實現(xiàn)；實驗方面，測試的關(guān)鍵是在對穿槽流動干擾較小的前提下，實現(xiàn)高亞聲速范圍內(nèi)穿槽流動特征量（氣流偏角、當?shù)貕毫Φ龋┭乇诎宸ㄏ蚝蜌饬鞣较虻姆植紲y量，具有測試范圍大、精度要求高的難點。

傳統(tǒng)測壓耙方法對近壁流動干擾較大，而且無法測量局部靜壓沿流動方向的分布，而壁壓信息法僅能測量近壁區(qū)域壓力分布，對穿槽流動角度、局部速度以及粘性損失等特征量無法測量。

基于上述原因，目前國內(nèi)、外風洞實驗機構(gòu)槽壁干擾修正多采用基于理想、無旋、小擾動假設前提的理想槽壁均勻邊界條件，忽略了由于穿槽流動粘性導致的法向速度一階和二階項影響，邊界條件中的主要系數(shù)量值由經(jīng)驗法或大、小模型測力實驗對比法獲得。

因此，發(fā)展槽壁近壁區(qū)域流動測量手段有助于分析開孔、開槽參數(shù)對試驗段流場的影響，對于指導風洞氣動設計和設備調(diào)試工作具有重要的意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的發(fā)明目的在于：針對目前缺乏跨聲速風洞槽壁近壁區(qū)域流動特性測量手段的現(xiàn)狀，提出一種測量槽壁近壁區(qū)域流動的探針支撐和移測裝置。本發(fā)明提供的是一種新型的、可移測的探針支架，在準確、可靠的基礎上，通過少量實驗車次即可快速獲得穿槽流動特征量的分布特點，以利于槽壁近壁區(qū)域流場測量、分析，以及槽壁邊界條件的準確性驗證。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：

一種測量槽壁近壁區(qū)域流動的探針支撐和移測裝置，包括探針支撐單元、流向移測控制單元、法向移測控制單元；

所述探針支撐單元包括固定蓋、與固定蓋固連為一體的楔形前端，楔形前端形成探針安裝孔；