應用于風洞piv附面層測量的平板模型裝置及測量方法
【專利說明】
[0001]技術領域:
本發(fā)明涉及一種應用于風洞Piv附面層測量的平板模型裝置及測量方法。
[0002]【背景技術】:
對于空氣附面層的測量，傳統(tǒng)使用的測量方法有測壓耙、熱線等，但這些方法由于是直接測量方法，對附面層的流動具有干擾，影響了測量結果的準確性；此外，這些方法每次只能在一個位置測量，要了解平板附面層從前向后的發(fā)展，需要進行不同位置的多次測量，效率較低，同時由于這些測量結果不是同一時間獲得的，是近似宏觀的平均結果，給分析帶來不便；使用PIV測量技術能夠獲得同一時刻附面層的速度信息，但由于所使用模型壁面光污染問題，使PIV對附面層的測量受到限制。
[0003]
【發(fā)明內容】
:
本發(fā)明的目的是提供一種應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置及測量方法。
[0004]上述的目的通過以下的技術方案實現(xiàn):
一種應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，其組成包括:平板模型，所述的平板模型中間具有開槽，所述的平板模型開槽上安裝有光學石英玻璃，所述的平板模型下面具有模型支架，所述的平板模型和光學石英玻璃的縱向對稱面為PIV測量剖面。
[0005]所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的平板模型材質為金屬，上表面磨平、拋光。
[0006]所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的光學石英玻璃選擇在532nm波長透射率接近92%的品種，兩面磨平、拋光，鏡面反射率8%。
[0007]所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的光學石英玻璃安裝在平板模型上，光學石英玻璃與平板模型上表面平齊，接縫處使用橡皮泥光滑過度。
[0008]所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的平板模型前、后緣有切角，切角角度為30°。
[0009]所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置的測量方法，其具體步驟為:
(I)將平板模型使用支架支撐于風洞中心，在相應的位置放置激光器、光學鏡片組、CCD相機等；(2)開啟風洞；(3)利用激光器發(fā)射的激光束經(jīng)過鏡片組后形成激光片光照射到平板模型裝置上，對風洞中平板模型上部的激光片光區(qū)進行照相，對產(chǎn)生的圖像進行分析，利用光學石英玻璃對532nm波長的光透射率接近92%、鏡面反射率接近8%，使激光器發(fā)出532nm波長的光波無漫反射現(xiàn)象，很好地解決了壁面的光污染的問題；所述的平板模型利用前緣和后緣的切角，用于防止上表面氣流受到平板前端面的影響；中間開槽，用于安裝光學石英玻璃，光學石英玻璃縱向對稱面為平板附面層測量剖面，利用光學石英玻璃對532nm波長的光透射率接近92%，將光學石英玻璃兩面磨平、剖光，使光學石英玻璃對光線的反射率達到8%;光學石英玻璃安裝在金屬平板上，安裝后平板模型上表面無臺階，光學石英玻璃與金屬平板接縫處用橡皮泥光滑過度，為保證表面光潔度，待橡皮泥固化后對接縫拋光處理；平板模型使用支架支撐于風洞中心，使模型附面層測量剖面的流場品質最佳；如要測量湍流附面層，可在平板模型前緣粘貼轉捩帶或伴線，強制氣流轉捩。
[0010]本發(fā)明的有益效果:
1.本發(fā)明根據(jù)光線的透射和鏡面反射原理解決了平板附面層Piv試驗壁面附近的光污染問題，使風洞試驗中平板附面層得以準確測量。
[0011]本發(fā)明的PIV附面層測量屬于間接測量，干擾較小，且能一次性得到一個平面或一個體的數(shù)據(jù)，效率高。
[0012]本發(fā)明解決了附面層的測量問題，對了解層流和湍流附面層的流動機理起到至關重要的作用，能夠為空氣動力學的數(shù)值模擬提供物理模型。
[0013]【附圖說明】:
附圖1是本發(fā)明的結構俯視示意圖。
[0014]附圖2是本發(fā)明的結構剖視示意圖。
[0015]附圖3是本發(fā)明的結構剖視放大示意圖。
[0016]【具體實施方式】:
實施例1:
一種應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，其組成包括:平板模型1，所述的平板模型中間具有開槽，所述的平板模型開槽上安裝有光學石英玻璃3，所述的平板模型下面具有模型支架2，所述的平板模型和光學石英玻璃的縱向對稱面為PIV測量剖面4。
[0017]實施例2:
根據(jù)實施例1所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的平板模型材質為金屬，上表面磨平、拋光。
[0018]實施例3:
根據(jù)實施例1所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的光學石英玻璃選擇在532nm波長透射率接近92%的品種，兩面磨平、拋光，鏡面發(fā)射率8%。
[0019]實施例4:
根據(jù)實施例1所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的光學石英玻璃安裝在平板模型上，光學石英玻璃與平板模型上表面平齊，接縫處使用橡皮泥光滑過度。
[0020]實施例5:
根據(jù)實施例1所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，所述的平板模型前、后緣有切角，切角角度為30°。
[0021]實施例6:
根據(jù)實施例1或2或3或4或5所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置的測量方法，其具體步驟為:(I)將平板模型使用支架支撐于風洞中心，在相應的位置放置激光器、光學鏡片組、C⑶相機等；(2)開啟風洞；(3)利用激光器發(fā)射的激光束經(jīng)過鏡片組后形成激光片光照射到平板模型裝置上，對風洞中平板模型上部的激光片光區(qū)進行照相，對產(chǎn)生的圖像進行分析，利用光學石英玻璃對532nm波長的光透射率接近92%、鏡面反射率接近8%，使激光器發(fā)出532nm波長的光波無漫反射現(xiàn)象，很好地解決了壁面的光污染的問題；所述的平板模型利用前緣和后緣的切角，用于防止上表面氣流受到平板前端面的影響；中間開槽，用于安裝光學石英玻璃，光學石英玻璃縱向對稱面為平板附面層測量剖面，利用光學石英玻璃對532nm波長的光透射率接近92%，將光學石英玻璃兩面磨平、剖光，使光學石英玻璃對光線的反射率達到8%;光學石英玻璃安裝在金屬平板上，安裝后平板模型上表面無臺階，光學石英玻璃與金屬平板接縫處用橡皮泥光滑過度，為保證表面光潔度，待橡皮泥固化后對接縫拋光處理；平板模型使用支架支撐于風洞中心，使模型附面層測量剖面的流場品質最佳；如要測量湍流附面層，可在平板模型前緣粘貼轉捩帶或伴線，強制氣流轉捩。
【主權項】
1.一種應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，其組成包括:平板模型，其特征是:所述的平板模型中間具有開槽，所述的平板模型開槽上安裝有光學石英玻璃，所述的平板模型下面具有模型支架，所述的平板模型和光學石英玻璃的縱向對稱面為Piv測量剖面。2.根據(jù)權利要求1所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，其特征是:所述的平板模型材質為金屬，上表面磨平、拋光。3.根據(jù)權利要求1或2所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，其特征是:所述的光學石英玻璃選擇在532nm波長透射率接近92%的品種，兩面磨平、拋光，鏡面反射率8% ο4.根據(jù)權利要求1或2或3所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，其特征是:所述的光學石英玻璃安裝在平板模型上，光學石英玻璃與平板模型上表面平齊，接縫處使用橡皮泥光滑過渡。5.根據(jù)權利要求1或2或3或4所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置，其特征是:所述的平板模型前、后緣有切角，切角角度為30°。6.一種利用權利要求1或2或3或4或5所述的應用于風洞PIV附面層測量的平板模型裝置的測量方法，其特征是:(I)將平板模型使用支架支撐于風洞中心，在相應的位置放置激光器、光學鏡片組、C⑶相機等；(2)開啟風洞；(3)利用激光器發(fā)射的激光束經(jīng)過鏡片組后形成激光片光照射到平板模型裝置上，對風洞中平板模型上部的激光片光區(qū)進行照相，對產(chǎn)生的圖像進行分析，利用光學石英玻璃對532nm波長的光透射率接近92%、鏡面反射率接近8%，使激光器發(fā)出532nm波長的光波無漫反射現(xiàn)象，很好地解決了壁面的光污染的問題；所述的平板模型利用前緣和后緣的切角，用于防止上表面氣流受到平板前端面的影響；中間開槽，用于安裝光學石英玻璃，光學石英玻璃縱向對稱面為平板附面層測量剖面，利用光學石英玻璃對532nm波長的光透射率接近92%，將光學石英玻璃兩面磨平、剖光，使光學石英玻璃對光線的反射率達到8% ;光學石英玻璃安裝在金屬平板上，安裝后平板模型上表面無臺階，光學石英玻璃與金屬平板接縫處用橡皮泥光滑過度，為保證表面光潔度，待橡皮泥固化后對接縫拋光處理；平板模型使用支架支撐于風洞中心，使模型附面層測量剖面的流場品質最佳；如要測量湍流附面層，可在平板模型前緣粘貼轉捩帶或伴線，強制氣流轉捩。
【專利摘要】<b>一種應用于風洞</b><b>PIV</b><b>附面層測量的平板模型裝置及測量方法。傳統(tǒng)使用的測量方法有測壓耙、熱線等，但這些方法由于是直接測量方法，對附面層的流動具有干擾，影響了測量結果的準確性，此外，這些方法每次只能在一個位置測量，要了解平板附面層從前向后的發(fā)展，需要進行不同位置的多次測量。一種應用于風洞</b><b>PIV</b><b>附面層測量的平板模型裝置，其組成包括：平板模型（</b><b>1</b><b>），所述的平板模型中間具有開槽，所述的平板模型開槽上安裝有光學石英玻璃（</b><b>3</b><b>），所述的平板模型下面具有模型支架（</b><b>2</b><b>），所述的平板模型和光學石英玻璃的縱向對稱面為</b><b>PIV</b><b>測量剖面（</b><b>4</b><b>）。本發(fā)明應用于風洞</b><b>PIV</b><b>附面層測量的平板模型裝置及測量方法。</b>
【IPC分類】G01M9/08, G01M9/06
【公開號】CN105021371
【申請?zhí)枴緾N201510445239
【發(fā)明人】牛中國, 蔣甲利, 許相輝, 由亮, 韓超, 寧繼鵬
【申請人】中國航空工業(yè)集團公司哈爾濱空氣動力研究所
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年7月27日