[發明專利]一種進氣道激波邊界層干擾特性測量方法

在審

• 申請號: 202110738673.7
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113588204A
• 公開（公告）日: 2021-11-02
• 發明（設計）人: 于靖波;康國劍;張子俊;馬元宏;劉兵兵
• 申請（專利權）人: 中國航天空氣動力技術研究院
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;G01M9/06;G01M9/08
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 張輝

1.一種進氣道激波邊界層干擾特性測量方法，其特征在于該方法的步驟包括：

步驟一，根據風洞試驗模擬相似性準則為發動機進氣道設計縮比框架式試驗模型，在縮比框架式試驗模型上設計光學可視化窗口，用于觀測縮比框架式試驗模型中的內流場；

步驟二，在縮比框架式試驗模型的待測量區域噴涂壓敏漆，所述壓敏漆為聚合物形成的多孔性涂層結構，孔中包含有熒光探針分子；

步驟三、選擇PSP測量使用的第一圖像采集設備和第一光源，對壓敏漆涂料的動態響應特性進行標定，確定第一圖像采集設備的拍攝距離、曝光時間，第一光源的照射距離和光強度、壓敏漆涂料的發光-壓力關系式；

步驟四、搭建PSP測量系統，所述PSP測量系統包括風洞、高超聲速噴管、縮比框架式試驗模型、第一光源和第一圖像采集設備；

將縮比框架式試驗模型和高超聲速噴管放置在風洞試驗段，且縮比框架式試驗模型放置于高超聲速噴管的均勻區域內，第一光源和第一圖像采集設備放置于風洞光學頂窗外側，透過風洞光學頂窗，能夠觀察到縮比框架式試驗模型的光學可視化窗口；依據步驟三確定的第一圖像采集設備參數、第一光源參數對圖像采集設備和光源進行設置；

步驟五、開啟PSP測量系統各設備，進行PSP測量，獲得進氣道內表面壓力分布特性、激波的大小、位置、激波邊界層的流態發展和表面渦流近似摩擦力線分布特性；

步驟六、搭建PIV測量系統，所述PIV測量系統包括風洞、PIV霧化示蹤粒子發生器、高超聲速噴管、縮比框架式試驗模型、第二光源、第二圖像采集設備以及同步觸發器；

將縮比框架式試驗模型和高超聲速噴管放置在風洞試驗段，且縮比框架式試驗模型放置于高超聲速噴管的均勻區域內，第二光源布置在風洞試驗段頂部，第二圖像采集設備位于風洞試驗段一側觀察窗；PIV霧化示蹤粒子發生器放在高超聲速噴管的前端；同步觸發器用于控制第二光源和第二圖像采集設備同步工作；

步驟七、先運行第二圖像采集設備，拍攝縮比框架式試驗模型內流場；然后開啟PIV霧化示蹤粒子發生器，使其發出的粒子隨噴管流場一起進入風洞，第二圖像采集設備捕捉粒子從無到有全過程；根據拍攝的圖像，利用自相關算法獲取進氣道內流場的速度場信息和波系結構；

步驟八、搭建紋影測量系統，所述紋影測量系統包括風洞、高超聲速噴管、縮比框架式試驗模型以及雙鏡平行光式紋影儀；

將縮比框架式試驗模型和高超聲速噴管放置在風洞試驗段，且縮比框架式試驗模型放置于高超聲速噴管的均勻區域內，雙鏡平行光式紋影儀放置于風洞光學頂窗外側；

步驟九、雙鏡平行光式紋影儀以平行光入射于風洞試驗段，雙鏡平行光式紋影儀內的單反相機捕捉縮比框架式試驗模型內部的密度場圖像，獲得進氣道內層流湍流流態變化和邊界層厚度。

2.根據權利要求1所述的一種進氣道激波邊界層干擾特性測量方法，其特征在于，所述步驟一中，光學窗口對于激發光源的波長和受激輻射光波長具有良好的透過率，且光學窗口各處等厚。