[實用新型]一種測量槽壁近壁區域流動的探針支撐和移測裝置

有效

• 申請號: 201821036780.5
• 申請日: 2018-07-03
• 公開（公告）號: CN208283035U
• 公開（公告）日: 2018-12-25
• 發明（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）人: 中國空氣動力研究與發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

本實用新型公開了一種測量槽壁近壁區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域流動特性測量手段的現狀。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。本實用新型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，能夠實現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。

技術領域

本發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域流動的探針支撐和移測裝置。

背景技術

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，與孔壁相比，槽壁具有干擾小、噪聲低、加工調整方便等特性，逐漸成為跨聲速風洞的發展趨勢，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修正特性等。此外，與近壁流動特性相關的槽壁邊界條件還是洞壁干擾評估與修正技術的重要環節。國外先進風洞的運行經驗表明，洞壁干擾特性研究的發展應基于近壁區域流動特性研究之上，主要是近壁區域流動測試技術的發展，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域流動異常復雜，流動方向、壁板壓差以及開槽參數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有關，而且與壁面邊界層、模型堵塞等因素關系密切，采用數學模型進行準確描述和分析的難度較大；數值模擬方面，近壁區域內復雜的開槽結構以及對邊界層的抽吸影響使數值模擬在短期內無法實現；實驗方面，測試的關鍵是在對穿槽流動干擾較小的前提下，實現高亞聲速范圍內穿槽流動特征量（氣流偏角、當地壓力等）沿壁板法向和氣流方向的分布測量，具有測試范圍大、精度要求高的難點。

傳統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、外風洞實驗機構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量值由經驗法或大、小模型測力實驗對比法獲得。

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

發明內容

本發明的發明目的在于：針對目前缺乏跨聲速風洞槽壁近壁區域流動特性測量手段的現狀，提出一種測量槽壁近壁區域流動的探針支撐和移測裝置。本發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。

為了實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種測量槽壁近壁區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；