影響激波管動(dòng)態(tài)壓力校準(zhǔn)精度的關(guān)鍵問題研究.pdf

1、動(dòng)態(tài)壓力校準(zhǔn)技術(shù)是保證動(dòng)態(tài)壓力測(cè)試精度的關(guān)鍵，激波管校準(zhǔn)裝置在動(dòng)態(tài)壓力校準(zhǔn)技術(shù)中使用最為普遍，世界上許多國(guó)家都推薦使用激波管裝置進(jìn)行動(dòng)態(tài)壓力校準(zhǔn)。因此，對(duì)提高激波管裝置校準(zhǔn)精度的研究具有意義。本文針對(duì)影響激波管動(dòng)態(tài)壓力校準(zhǔn)精度的幾項(xiàng)關(guān)鍵問題展開研究，主要采用理論分析、試驗(yàn)驗(yàn)證以及數(shù)值仿真分析三種手段進(jìn)行。主要工作和結(jié)論如下：
　　介紹了激波管動(dòng)態(tài)壓力校準(zhǔn)技術(shù)及由此獲得壓力傳感器動(dòng)態(tài)特性的方法。隨后介紹了計(jì)算動(dòng)態(tài)壓力信號(hào)幅值的經(jīng)典R

2、ankine-Hugoniot超壓公式的推導(dǎo)過程，對(duì)三種導(dǎo)致壓力幅值計(jì)算產(chǎn)生誤差的因素進(jìn)行了分析，分別是介質(zhì)比熱比K值變化、激波傳播的沿程能量損失以及激波后介質(zhì)的氣體狀態(tài)方程非理想，并得出激波后氣體的不理想狀態(tài)導(dǎo)致的誤差最大。選取符合實(shí)際情況，包含空氣含濕量參數(shù)的維里方程計(jì)算實(shí)際氣體狀態(tài)的壓縮因子，將壓縮因子代入修正后的超壓計(jì)算公式，經(jīng)修正公式計(jì)算得到的激波超壓值更加接近激波管試驗(yàn)的實(shí)測(cè)值。試驗(yàn)結(jié)果說明計(jì)及實(shí)際氣體狀態(tài)的超壓計(jì)算方法是一

3、種有效的嘗試。
　　針對(duì)激波管的一些關(guān)鍵流場(chǎng)問題，利用有限元方法進(jìn)行數(shù)值模擬研究。以常用的流體力學(xué)有限元軟件 FLUENT作為平臺(tái)，對(duì)管截面形狀、破膜開口尺寸、激波沿程衰減和傳感器安裝不平整幾個(gè)問題進(jìn)行仿真研究。管截面形狀問題仿真結(jié)果為激波管的設(shè)計(jì)制造提供了參考依據(jù)，破膜開口尺寸與激波沿程衰減問題的仿真結(jié)果對(duì)于激波管試驗(yàn)方案的設(shè)置有一定的參考意義，傳感器安裝不平整問題的仿真結(jié)果則對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)的處理分析提供了幫助，有助于分析異常數(shù)據(jù)的

4、情況及可能產(chǎn)生的原因。這些關(guān)鍵流場(chǎng)問題的仿真都具有實(shí)際意義。
　　針對(duì)在激波管試驗(yàn)或?qū)嶋H爆炸場(chǎng)沖擊波測(cè)試中產(chǎn)生的應(yīng)力波干擾，利用分離式霍普金森壓桿（SHPB）裝置對(duì)壓力傳感器的應(yīng)力波效應(yīng)進(jìn)行了試驗(yàn)研究。試驗(yàn)中將壓力傳感器側(cè)向安裝于透射桿之上，用落錘方式加載，使產(chǎn)生的應(yīng)力波能側(cè)向輸入壓力傳感器。當(dāng)落錘釋放角度增大后，輸入應(yīng)力幅值和壓力傳感器輸出信號(hào)同時(shí)增大，而二者比值傳遞率也增加，試驗(yàn)中最大輸出值超過傳感器滿量程的10％，對(duì)傳感器危