熱剪切應(yīng)力傳感器的研究.pdf

1、今天,隨著科學(xué)技術(shù)水平的迅猛發(fā)展,對(duì)流體進(jìn)行有效的測量和控制已經(jīng)成為當(dāng)今科學(xué)界的研究熱點(diǎn)。壁面剪切應(yīng)力是流體近壁面邊界層內(nèi)反應(yīng)流體運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的一項(xiàng)重要參數(shù)。如果能對(duì)其進(jìn)行準(zhǔn)確的測量,就可以對(duì)邊界層內(nèi)的流體施以主動(dòng)或被動(dòng)的控制,從而減小飛行器的運(yùn)行阻力,達(dá)到改善飛行器的動(dòng)力學(xué)性能、節(jié)省燃料的目的。
　　國內(nèi)外對(duì)壁面剪切應(yīng)力傳感器都開展了積極的研究,現(xiàn)有的壁面剪切剪切應(yīng)力傳感器根據(jù)測量原理的不同可分為兩直接測量式傳感器和間接測量式傳感器

2、。其中間接式測量方法中的熱剪切應(yīng)力傳感器是當(dāng)今研究的熱點(diǎn),但國內(nèi)在這方面的研究都還處在探索階段,遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的水平,制約這項(xiàng)技術(shù)發(fā)展的只要瓶頸主要有:傳感器尺寸小、加工精度高、工藝復(fù)雜、靈敏度要求高、成品率低、多學(xué)科交差問題多等。為了解決上述問題,本文在對(duì)國內(nèi)外熱剪切應(yīng)力傳感器深入研究的基礎(chǔ)上,設(shè)計(jì)并制作了一款熱剪切應(yīng)力傳感器。
　　采用FLUENT三維建模軟件,建立傳感器的初始模型,在此基礎(chǔ)上對(duì)傳感器的結(jié)構(gòu)和尺寸進(jìn)行模擬分析

3、,主要考查基底厚度和熱膜的長寬比對(duì)傳感器傳熱效率的影響,得到仿真結(jié)果用于傳感器的設(shè)計(jì)和優(yōu)化。
　　結(jié)合仿真的結(jié)果設(shè)計(jì)傳感器單元和陣列,在傳感器單元的設(shè)計(jì)中選取傳感器的熱膜材料和基底材料,并設(shè)計(jì)傳感器熱膜的結(jié)構(gòu)。在傳感器陣列的設(shè)計(jì)中主要進(jìn)行各個(gè)傳感器單元間距和導(dǎo)線的設(shè)計(jì),盡量將各個(gè)傳感器單元間的相互干擾降低到最低,方便以后的測量和數(shù)據(jù)采集。
　　按照所設(shè)計(jì)的傳感器陣列進(jìn)行制作,在制作的過程中,系統(tǒng)分析了傳感器的制作工藝的優(yōu)缺點(diǎn)