超聲速流場PIV測試技術(shù)及其應(yīng)用研究.pdf

1、隨著空間技術(shù)和高超聲速武器裝備技術(shù)的迅速發(fā)展,諸如激波邊界層干擾、湍流邊界層及分離以及混合層等復(fù)雜流動(dòng)現(xiàn)象和機(jī)理的探究對(duì)超/高超聲速流動(dòng)測試技術(shù)在結(jié)果定量化、非接觸式測量以及高分辨率顯示等方面提出了更高的要求。近年來光學(xué)非接觸流場測量技術(shù)諸如粒子圖像測速技術(shù)(PIV)、激光多普勒測速技術(shù)(LDV)、激光誘導(dǎo)熒光測量技術(shù)(LIF)以及其他測量技術(shù)在測試機(jī)理及設(shè)備性能方面開展了更為深入研究,在超聲速流場測試方面得到了廣泛的應(yīng)用,尤其是PIV

2、在技術(shù)上突破傳統(tǒng)單點(diǎn)測量限制,可瞬時(shí)無接觸定量測量流場平面二維速度分布,并且可獲得較高的測量精度。因此發(fā)展超聲速流場PIV測試技術(shù)不僅對(duì)認(rèn)識(shí)和揭示超/高超聲速流動(dòng)現(xiàn)象及機(jī)理具有重要的學(xué)術(shù)意義,而且對(duì)豐富和拓展目前超/高超聲速風(fēng)洞測試技術(shù)及測試能力具有重要的應(yīng)用價(jià)值。
　　 本報(bào)告以在上海交通大學(xué)多馬赫數(shù)高速風(fēng)洞中發(fā)展超聲速流場高精度非接觸式的光學(xué)測試技術(shù)為研究目標(biāo),開展了粒子圖像測速PIV測試技術(shù)應(yīng)用于超聲速流場測量的研究,具體

3、研究內(nèi)容包括以下幾方面:首先通過對(duì)示蹤粒子材料選擇、散光性以及隨流性的分析研究建立了超聲速PIV示蹤粒子選擇準(zhǔn)則;其次發(fā)展了超聲速流場PIV示蹤粒子布撒技術(shù),歸納出了可操作性強(qiáng)、測量精度高的測試方案及流程:在以上研究的基礎(chǔ)上開展了對(duì)尖劈、尖錐、拐角流以及激波邊界層干擾等典型流場的PIV測試,并結(jié)合理論分析和CFD數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行了高精度超聲速流場PIV測量技術(shù)的可行性驗(yàn)證。
　　 本報(bào)告的研究結(jié)果示蹤粒子實(shí)際粒徑為200nm左右