彩色纹影流动显示在Φ1+米高超速风洞上及应用.pdfVIP

第七届全国流动显示学术会议 57 彩色纹影流动显示在Φ1 米高超速风洞上的应用 陈磊,宋强 （中国空气动力研究与发展中心，四川绵阳 621000） 摘 要:本文主要介绍彩色纹影流动显示技术的方法，结合现有的Φ1 米高超声速风洞，重点阐述彩色纹影流动 显示技术在显示风洞流场特性方面的应用，最后通过在试验中的应用总结出彩色纹影技术的优越性。 关键字：流动显示；彩色纹影；滤光片 0 引言 RCS 试验、高超声速进气道试验和机身/推进 系统一体化试验等试验任务。除了进行马赫数 大部分气态或液态的流体都是透明介质， 效应和雷诺数效应的研究以外，该风洞的大缩 其运动用人眼直接观察是不可见的。为了辨认 比模型实验能力将为新一代导弹和航天飞行 流体的运动，必须提供一套使流动可视化的技 器的设计验证提供详细的气动力/热试验数据， 术，即流动显示技术。流动显示是实验流体力 成为我国新一代航天飞行器研制的主力风洞。 学和实验传热学的重要组成部分，它使流体的 风洞采用高压驱动-真空抽吸运行方式，并采用 传输及传热传质过程可视化，从而揭示流体力 了蓄热式加热器来加热空气。其典型的工作流 学和传热学的现象及原理，为人们发现新的流 程是：空气经压缩机压缩至高压并储存于高压 动与传热现象，建立新的概念和物理模型提供 储气罐内，同时加热器内的蓄热元件通过长时 依据。随着光学、电子技术、计算机技术的迅 间加热达到所需要的高温；开启快速阀和调压 猛发展，流动显示技术也得到了多元化发展。 阀，高压空气迅速进入加热器，在通过加热器 其中光学显示技术就在其原有的理论和实验 时带走热量，温度升高，最后经喷管膨胀至高 基础上进行了进一步的拓展，取得了一定的成 超声速。风洞运行马赫数为4～8，稳定段最高 果。由于光学显示技术具有不直接接触测试 压力8MPa，总温最高可以达到762K，风洞运 段，不对被测流体产生扰动，以及能够定性或 行时间为30 秒左右。 定量反映同一瞬时整个流场信息的特点，因此 该风洞采用的流动显示方法为彩色纹影 在传质传热及流体流动等研究领域中得到了 系统，是通过记录穿过测试段光束的信息来反 广泛的应用。本文将简单介绍纹影法流动显示 映所测量流场的。彩色纹影法光学原理是用不 技术在Φ1 米高超速风洞上的应用。 同的颜色表示扰动场的密度梯度的不同。用光 1 风洞简介