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流动显示与测量

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产品描述

流动显示与测量

 

流动显示与测量技术主要用于定性观测表面或空间流动形态、漩涡等流动结构,以及定量测量表面压力场、温度场、摩擦力场、空间速度场等,从而实现对流场信息的精细化测量,对于流动机理的分析研究具有重要意义。

 

-定性观测-

传统的定性观测技术主要以定性观测空间或表面流动形态为主要目标,用于分析流动拓扑结构以及诊断流场,气动院现有:纹影技术、彩色/荧光油流、激光片光技术、荧光微丝技术等。

 

纹影技术

tu

纹影流动显示技术可以显示流场中的密度梯度,常用来观测飞行器前体、后体及进气道唇口等处的激波。气动院各高速风洞具备单色/彩色纹影技术。

彩色/荧光油流技术

图

在常规油流试验技术的基础上,气动院也掌握了彩色油流试验技术并将其成功应用于型号试验,同时建成了FL-2风洞动态(彩色/荧光)油流试验系统,2014年完成了FL-3风洞动态荧光油流型号试验,这套系统可以应用于气动院各型高低速风洞中。

激光片光技术

图

激光片光流动显示系统主要由片光形成系统、采集显示系统、示踪粒子投放系统组成。常用于低速风洞观测复杂空间流场结构,如三角翼尾涡结构、大攻角分离等。

荧光丝线技术

图

   荧光丝线技术在试验模型的观察表面区域内粘贴一簇适当长度的丝线,每根丝线指示所在位置处的点流向,通常用来判别附体与分离流动,也可用来显示空间集中涡。

 

 

    

-定量测量-

随着计算机视觉、光电技术和图像处理技术的快速发展,多种先进的流动显示技术得以迅速发展起来,实现了由定性观测到定量测量、由定常测量到非定常测量的转变,可实现对速度场、压力/温度场及其他主要参数的精细化测量。目前,气动院具备各类先进的流动显示测量技术,可实现对复杂空间速度场、表面压力/温度场及摩擦力场的精细测量,可满足先进气动布局的风洞试验验证需求以及其他特种试验任务需求。

速度场测量(PIV——粒子图像测速)

 

 

速度测量范围:Ma=0~2.0

多种测量手段:

2D-PIV、SPIV(2D3C)、TOMO-PIV、 TR-PIV

目前在低速FL-5、FL-8、FL-9风洞及高速FL-1、FL-7、FL-3风洞中已经具备PIV试验能力,并完成了多个型号任务。

 

压力测量(PSP——压力敏感涂料)

掌握全套核心技术:涂料研制、光路布局设计、

数据处理技术、360°测量

精度指标:M=0.4,|△Cp|≤0.03;M=0.6,|△Cp|≤0.02;

M≥0.8,|△Cp|≤0.01

温度测量(IR&TSP——红外&温度敏感涂料)

拥有IR和TSP技术,可实现模型全表面温度场测量,进而实现气动热参数及边界层转捩位置的精细测量。

形变测量(VDM——视频测量技术)

视频图像测量系统是气动院自主研发的适合于高、低速风洞的一种角度和机翼形变测量的实时测量技术。测量系统主要由两台高清数字摄像机、电动变焦镜头、变焦镜头控制器、主动发光标记点、高亮度荧光标记点、高速计算机、采集计算软件等几部分组成。通过机器人三维视觉原理实时测量目标点的三维空间坐标,通过一系列的计算得到模型的角度及形变。

表面摩擦力场测量(数字化荧光油流技术)

气动院研究团队在传统油流显示的基础上,通过三维立体视觉和光学流动技术,将拍摄的荧光油流图像投影到三维模型表面网格上,并利用油膜方程计算表面摩擦力的分布得到数字化流谱,从而准确定量判断表面流动分离等拓扑结构。

                  

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