超聲速流場PIV測試技術及其應用研究.pdf

1、隨著空間技術和高超聲速武器裝備技術的迅速發(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雜流動現象和機理的探究對超/高超聲速流動測試技術在結果定量化、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。近年來光學非接觸流場測量技術諸如粒子圖像測速技術(PIV)、激光多普勒測速技術(LDV)、激光誘導熒光測量技術(LIF)以及其他測量技術在測試機理及設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用,尤其是PIV

2、在技術上突破傳統(tǒng)單點測量限制,可瞬時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測試技術不僅對認識和揭示超/高超聲速流動現象及機理具有重要的學術意義,而且對豐富和拓展目前超/高超聲速風洞測試技術及測試能力具有重要的應用價值。
　　 本報告以在上海交通大學多馬赫數高速風洞中發(fā)展超聲速流場高精度非接觸式的光學測試技術為研究目標,開展了粒子圖像測速PIV測試技術應用于超聲速流場測量的研究,具體

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