[發明專利]一種結冰柵格及云霧場均勻性的測量方法

有效

• 申請號: 202110331315.4
• 申請日: 2021-03-29
• 公開（公告）號: CN112729762B
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 郭奇靈;郭向東;王梓旭;易賢;劉森云;楊升科
• 申請（專利權）人: 中國空氣動力研究與發展中心低速空氣動力研究所
• 主分類號: G01M9/06
• 分類號: G01M9/06
• 代理公司: 北京勁創知識產權代理事務所(普通合伙) 11589
• 代理人: 李康

本發明適用于風洞測量技術領域，提供了一種結冰柵格及云霧場均勻性的測量方法，其中，結冰柵格包括框體、豎向柵條和橫向柵條，所述豎向柵條和所述橫向柵條縱橫交錯地分布于所述框體內，所述豎向柵條將所述橫向柵條分割為N個橫向單元，所述橫向柵條將所述豎向柵條分割為M個豎向單元；所述豎向柵條和所述橫向柵條的前緣上對稱設置有沿軸向延伸的凸塊，所述凸塊之間形成凹槽，所述凸塊的外側面的外部布置有第一加熱裝置，所述凸塊的內側面、所述凹槽的底面的內部布置有第二加熱裝置，所述凸塊的內側面的外部布置有刻度線。本發明能夠同時提高云霧場均勻性的測量效率、測量精度。

技術領域

本發明屬于風洞測量技術領域，尤其涉及一種結冰柵格及云霧場均勻性的測量方法。

背景技術

云霧場均勻性是指風洞試驗段內結冰云霧液態水含量空間分布的均勻性，是評估結冰風洞云霧場品質重要的指標之一。

云霧場均勻性最常用的測試手段是通過結冰柵格來進行的，結冰柵格是指在橫向和縱向由若干扁平長方體柵條連接在一起的網格狀模塊。結冰柵格前緣表面所結霜冰厚度的空間分布可以間接反映液態水含量空間分布，從而可以方便、快捷地計算出云霧場均勻度。

現有技術中，通常使用游標卡尺等儀器間接測量柵條表面所結霜冰厚度，如在文獻“大型結冰風洞云霧場適航應用符合性驗證，郭向東等，航空學報”、“3m×2米結冰風洞試驗技術研究進展，倪章松等，實驗流體力學”、“移動式冰風洞試驗方法研究和應用，李斯等，空氣動力學學報”中均公開了上述結冰柵格。

現有技術中存在如下缺陷：

1、存在人為操作誤差、誤差累積，進而影響測量精度；

2、測量步驟較多、測量效率較低；尤其是在兩次試驗之間，需要人工除去結冰柵格前緣表面的積冰，降低了試驗效率；

3、對于水滴粒徑超過100um的過冷大水滴，水滴撞擊結冰柵格前緣后會發生破碎、飛濺等動力學行為，而破碎、飛濺等動力學行為具有很高的隨機性與多變性，并且會降低結冰柵格前緣過冷水滴的收集效率，從而嚴重影響云霧場均勻性的準確評估。

總之，現有技術中的結冰柵格和測量方法不能準確、高效地評估結冰風洞云霧場均勻性。

發明內容

本發明的目的在于提供一種結冰柵格及云霧場均勻性的測量方法，旨在解決現有技術中的云霧場均勻性的測量效率低、測量精度差的技術問題。

第一方面，本發明提供了一種結冰柵格，其包括框體、豎向柵條和橫向柵條，所述豎向柵條和所述橫向柵條縱橫交錯地分布于所述框體內，所述豎向柵條將所述橫向柵條分割為N個橫向單元，橫向單元的序號記為i，1≤i≤N，所述橫向柵條將所述豎向柵條分割為M個豎向單元，豎向單元的序號記為j，1≤j≤M；

其中，所述豎向柵條和所述橫向柵條的前緣上對稱設置有沿軸向延伸的凸塊，所述凸塊之間形成凹槽，所述凸塊的外側面的外部布置有第一加熱裝置，所述凸塊的內側面、所述凹槽的底面的內部布置有第二加熱裝置，所述凸塊的內側面的外部布置有刻度線。

進一步地，所述凹槽呈長方體形，所述凸塊呈直角三棱柱形，所述直角三棱柱形的斜面形成所述凸塊的外側面。

進一步地，所述第一加熱裝置為電加熱薄膜，所述第二加熱裝置為電加熱絲。

第二方面，本發明提供了一種云霧場均勻性的測量方法，其包括如下步驟：

步驟S10:將上述之一的結冰柵格安裝于風洞試驗段內的測量截面上；

步驟S20：調節風洞風速至目標值，調節風洞總溫至-20℃以下；