TSP技术在转捩检测中的应用研究 被引量：9

1

作者 尚金奎 王鹏 +2 位作者 陈柳生 衷洪杰 赵民 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2015年第4期464-469,共6页

在研究型风洞中进行TSP转捩检测技术的应用研究,以NACA0012二元翼型为研究对象,获得了模型表面转捩位置。试验中应用了国内具有自主知识产权的TSP涂料,对模型进行了预加热,模型预加热的目的是提升TSP涂层的温度敏感度,并增大模型表面层... 在研究型风洞中进行TSP转捩检测技术的应用研究,以NACA0012二元翼型为研究对象,获得了模型表面转捩位置。试验中应用了国内具有自主知识产权的TSP涂料,对模型进行了预加热,模型预加热的目的是提升TSP涂层的温度敏感度,并增大模型表面层流区与湍流区之间的温度差。模型表面粘贴了标记点,目的是将其作为图像对准的控制点,同时,模型前缘附近的标记点也可以作为人工固定转捩的粗糙元,起到强制气流转捩的目的。试验马赫数为0.4,迎角α为0°^-4°,试验结果清晰地显示了模型表面的层流区与湍流区及其随迎角的变化,表明所用的TSP涂料在本试验中具有良好的适用性,模型前缘附近标记点也起到了粗糙元的作用。 展开更多

关键词 TSP 转捩 NACA0012 温度测量 风洞试验

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PIV及PSP技术在大飞机风洞试验中的综合应用 被引量：1

2

作者 尚金奎 李玉军 +4 位作者 赵荣奂 王猛 衷洪杰 徐兆楠 崔晓春 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2023年第12期107-117,共11页

在FL-61风洞中,对高频粒子图像测速(particle image velocimetry, PIV)试验系统在真实风洞环境中的速度场测量精度进行了试验研究,结果表明在30~280 m/s范围内,PIV试验系统测量精度优于1%。以不同厚度和粗糙度的聚酰亚胺不干胶薄膜模拟... 在FL-61风洞中,对高频粒子图像测速(particle image velocimetry, PIV)试验系统在真实风洞环境中的速度场测量精度进行了试验研究,结果表明在30~280 m/s范围内,PIV试验系统测量精度优于1%。以不同厚度和粗糙度的聚酰亚胺不干胶薄膜模拟模型表面PSP涂层,研究了压力敏感涂层(pressure sensitive paint, PSP)对测力测压数据的影响,结果表明将涂层厚度控制在0.03 mm以内可有效降低涂层对测力测压数据的影响。在FL-62连续式跨声速风洞中使用民机校验模型,进行了两种技术的综合应用研究,采用极短时间间隔的错时采集技术,实现了PIV技术与PSP技术的准同步综合化应用,获得了大飞机模型机翼上表面空间流动速度场及机翼表面压力分布。 展开更多

关键词 粒子图像测速技术 压力敏感涂料技术 民机校验模型 大飞机

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TSP转捩探测技术在民机风洞试验中的应用研究 被引量：5

3

作者 尚金奎 衷洪杰 +5 位作者 赵民 陈柳生 王鹏 王猛 张雪 李玉军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第3期341-345,353,共6页

以ARJ-4模型为研究对象,在FL-3风洞中进行TSP转捩探测技术试验研究,并应用红外热成像转捩探测技术进行探测,获得对比验证结果,试验中还采用了基于柱状粗糙元的固定转捩试验方法。试验使用了自研TSP涂料,对模型进行了预加热,预加热模型... 以ARJ-4模型为研究对象,在FL-3风洞中进行TSP转捩探测技术试验研究,并应用红外热成像转捩探测技术进行探测,获得对比验证结果,试验中还采用了基于柱状粗糙元的固定转捩试验方法。试验使用了自研TSP涂料,对模型进行了预加热,预加热模型的目的是增大模型表面层流区与湍流区之间的温度差异。模型表面粘贴了红外试验用标记点,也作为TSP技术图像对准控制点。试验状态为马赫数0.75和0.85,α由-4°变化到4°。试验结果清晰地显示了模型表面的层流区与湍流区及其随迎角的变化。 展开更多

关键词 TSP 红外热成像法 转捩 FL-3风洞 柱状粗糙元

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红外热像边界层转捩探测的飞行试验应用研究 被引量：5

4

作者 王猛 钟海 +2 位作者 衷洪杰 王红州 李玉军 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第1期160-167,共8页

针对飞行试验层流测试,开展基于红外热像的边界层转捩探测技术应用研究。分析了高空飞行条件对红外测试的影响因素,包括光路布局、蒙皮表面处理工艺、蒙皮加热等,有针对性地提出红外测试方案。在此基础上,以某民用飞机为试验平台,开展... 针对飞行试验层流测试,开展基于红外热像的边界层转捩探测技术应用研究。分析了高空飞行条件对红外测试的影响因素,包括光路布局、蒙皮表面处理工艺、蒙皮加热等,有针对性地提出红外测试方案。在此基础上,以某民用飞机为试验平台,开展飞行演示验证试验,飞行海拔高度范围5km至7km,马赫数范围0.5至0.65。进行了有/无蒙皮加热、有/无太阳等状态的机翼表面热图采集,对比分析蒙皮加热、太阳辐射等因素对红外转捩探测信噪比的影响特性,通过多个架次试验观测分析机翼前缘污染对转捩的影响特性。为消除由前缘污染物诱发湍流楔等因素导致转捩位置误判,提出了一种基于统计分析的机翼转捩位置判定方法,提高了转捩探测结果的可靠性。本文提供了三组真实飞行条件下的边界层转捩位置数据,雷诺数达到1.5×107。演示验证飞行试验结果表明,通过蒙皮内部加热方式可有效提高红外热图信噪比,利用固定转捩方法验证探测结果,使用本文方法测得的转捩位置偏差量不超过弦长0.5%。 展开更多

关键词 飞行试验 翼套 边界层 红外热像 转捩探测

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基于在线加热涂层的宽速域转捩探测技术 被引量：5

5

作者 王猛 李玉军 +1 位作者 赵荣奂 衷洪杰 《航空学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第11期182-191,共10页

针对跨/超声速层流机翼验证需求,提出基于在线加热涂层的转捩探测技术,通过提升原始数据信噪比以及探测判定结果可靠性,拓展转捩探测技术的速域适应范围。总结了跨声速层流机翼风洞和飞行试验转捩探测技术研究现状和存在的主要不足,提... 针对跨/超声速层流机翼验证需求,提出基于在线加热涂层的转捩探测技术,通过提升原始数据信噪比以及探测判定结果可靠性,拓展转捩探测技术的速域适应范围。总结了跨声速层流机翼风洞和飞行试验转捩探测技术研究现状和存在的主要不足,提出一种3层结构的电加热涂层技术,给出绝缘层和电加热层的制备工艺,涂层总厚度可控制在40~60μm,从而降低涂层对转捩和压力分布的影响。在亚跨声速条件下,开展翼段边界层转捩探测,使用电加热涂层技术将模型表面转捩前后的相对温差从2 K提高到4 K,温差增加1倍,同时利用电加热涂层技术实现了超声速后掠机翼转捩位置探测,形成了马赫数0.3~2.0工况范围内的转捩探测能力。在此基础上,形成了飞行试验转捩探测技术方案,给出了测试段机翼表面加热区功率、红外相机光学吊舱等详细设计方案。 展开更多

关键词 层流机翼 转捩探测 在线加热 风洞试验 飞行试验 宽速域 超声速 跨声速

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跨声速叶栅叶片快速响应PSP测量研究 被引量：4

6

作者 张雪 衷洪杰 +1 位作者 王猛 赵民 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2019年第4期586-592,599,共8页

开展了快速响应PSP技术在高速叶栅中的非定常测量应用研究。使用压力-温度校准系统与激波管对FIB类快速响应PSP涂料的温度压力和时间响应特性进行了测量,结果表明该类涂料具有较低的温度敏感度和亚毫秒量级的响应时间。在高速叶栅试验中... 开展了快速响应PSP技术在高速叶栅中的非定常测量应用研究。使用压力-温度校准系统与激波管对FIB类快速响应PSP涂料的温度压力和时间响应特性进行了测量,结果表明该类涂料具有较低的温度敏感度和亚毫秒量级的响应时间。在高速叶栅试验中,采用吹吸装置在叶片表面形成了主动控制的非定常流场,利用快速响应PSP与动态压力传感器进行同步测量,同时利用红外技术对叶片表面温度进行监测。快速响应PSP的测量结果与压力传感器比较,在叶片表面平均场、脉动场、单点时频等方面具有很好的一致性,同时快速响应PSP技术可以动态地显示激波位置和分离区域的变化。 展开更多

关键词 压力敏感涂料 快速响应 非定常压力 周期脉动 叶栅

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三维荧光油流技术的试验研究 被引量：2

7

作者 王鹏 赵荣奂 +4 位作者 衷洪杰 尚金奎 刘国政 孙健 孙楠 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第1期146-150,共5页

荧光油流摩擦力场测量技术可以得到模型表面的全局摩擦力信息。该技术基于传统荧光油流技术发展而来,运用荧光油流技术作为原始数据获取手段,对试验图像运用HS光学流动算法进行图像处理得到模型表面油膜厚度随时间轴的变化量,依据动量... 荧光油流摩擦力场测量技术可以得到模型表面的全局摩擦力信息。该技术基于传统荧光油流技术发展而来,运用荧光油流技术作为原始数据获取手段,对试验图像运用HS光学流动算法进行图像处理得到模型表面油膜厚度随时间轴的变化量,依据动量定理对油膜厚度变化量进行计算得到当地的相对摩擦力信息实现表面摩擦力的可视化测量。本文运用该技术在低速风洞中对平板模型、75°平板三角翼、平板-翼型角区三维模型的表面摩擦力场分布情况进行测量,得到各模型表面的相对摩擦力分布和摩擦力线,并与平板模型Blasius层流解和三角翼模型经典流场结构进行对比。试验结果表明:在低速环境下该测量技术可以应用于模型表面摩擦力的可视化测量,所得摩擦力分布及表面流动情况基本可靠。 展开更多

关键词 表面摩擦力 荧光油流 光学流动 低速风洞 曲面模型

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阵列式高频热流信号薄膜传感器制备工艺与参数研究

8

作者 董依依 衷洪杰 《航空制造技术》 CSCD 北大核心 2022年第8期107-112,共6页

阵列式高频热流信号柔性薄膜传感器在流体力学风洞试验中有着十分重要的应用前景。聚酰亚胺具有优良的力学性能、化学稳定性和耐高温特性,是微加工制备薄膜传感器的理想衬底材料之一。但该材料表面有疏水基团,制备的金属镀层极容易被破... 阵列式高频热流信号柔性薄膜传感器在流体力学风洞试验中有着十分重要的应用前景。聚酰亚胺具有优良的力学性能、化学稳定性和耐高温特性,是微加工制备薄膜传感器的理想衬底材料之一。但该材料表面有疏水基团,制备的金属镀层极容易被破坏,降低了应用价值。针对阵列式高频热流信号柔性薄膜传感器制备中衬底材料与镀层金属结合力欠佳的情况,使用等离子体表面处理技术改善聚酰亚胺薄膜表面的亲水性,提高了与金属材料的结合力。同时根据光刻胶紫外曝光变性的特点,通过匀胶与光刻工艺相结合的方式,将设计的传感器图案转移到薄膜上。再使用磁控溅射镀膜机对所需金属层进行物理沉积,实现微纳米图案化薄膜传感器的制备,并且对磁控溅射这一关键工艺步骤定性研究确定最佳溅射功率和时间等参数。 展开更多

关键词 微加工 柔性薄膜 等离子体表面处理 光刻工艺 磁控溅射

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离散粗糙元诱发边界层转捩的实验研究 被引量：1

9

作者 王猛 衷洪杰 赵荣奂 《空气动力学学报》 CSCD 北大核心 2016年第1期47-52,69,共7页

针对直升机转子叶片模型表面离散粗糙元诱发边界层转捩问题开展了实验研究,分析不同雷诺数下粗糙元尺寸参数对转捩位置的影响。实验在中航工业气动院直升机转子叶片模拟装置进行,在模型转子叶片表面布置不同尺寸的离散柱状粗糙元,利用... 针对直升机转子叶片模型表面离散粗糙元诱发边界层转捩问题开展了实验研究,分析不同雷诺数下粗糙元尺寸参数对转捩位置的影响。实验在中航工业气动院直升机转子叶片模拟装置进行,在模型转子叶片表面布置不同尺寸的离散柱状粗糙元,利用红外热像技术探测边界层转捩,并提出一种基于湍流/层流区域面积比的转捩位置判定准则,目的是实现边界层转捩位置自动识别,进而分析粗糙元尺寸参数对转捩位置的影响。实验转速为300至600r/m,对应叶尖切向速度为25~40m/s。实现了对旋转叶片边界层转捩位置的定量测量,通过实验验证,转捩位置判定算法正确可靠,初步得到了不同高度DRE诱发转捩位置与雷诺数之间的关系,随着粗糙元高度的增加,转捩位置逐渐靠前。 展开更多

关键词 红外 边界层转捩 离散粗糙元 转子叶片

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跨声速风洞中的超临界翼型速度场测量

10

作者 王猛 李玉军 衷洪杰 《航空科学技术》 2015年第8期73-78,共6页

针对跨声速风洞实验环境，发展适用于高速流动测量的粒子图像测速（PIV）实验技术，从而实现对超临界翼型的非定常流动进行准确的速度场测量。对跨声速风洞中的PIV测量系统进行了如下改进工作：改进粒子播撒装置；对片光光路布局进行了... 针对跨声速风洞实验环境，发展适用于高速流动测量的粒子图像测速（PIV）实验技术，从而实现对超临界翼型的非定常流动进行准确的速度场测量。对跨声速风洞中的PIV测量系统进行了如下改进工作：改进粒子播撒装置；对片光光路布局进行了优化；对模型表面进行了防漫反射处理；提高图像位移场计算精度。使用RAE 2822超临界翼型，在FL-1风洞进行实验，来流马赫数为0.6-0.92，雷诺数为1.86×10^6-2.58×10^6。结果表明，利用PIV测得的速度场能够有效捕捉激波位置，并且与表面平均压力分布一致，通过对PIV数据进行统计分析可得到激波振荡的类型及幅度等特征。 展开更多

关键词 跨声速 风洞 超临界翼型 速度场 粒子图像测速 激波 边界层 激波-边界层干扰

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荧光油流摩擦力场测量试验

11

作者 王鹏 衷洪杰 +1 位作者 尚金奎 刘国政 《沈阳航空航天大学学报》 2015年第5期43-47,共5页

飞行器表面摩擦阻力测量是空气动力学领域的研究难点。在风洞试验中有多种摩擦力测量方法,但多为单点式测量,试验中采用荧光油流摩擦力场测量技术在低速开口式风洞中对平板翼型和RAE2822二元翼型的上表面摩擦力分布情况进行了测量。试... 飞行器表面摩擦阻力测量是空气动力学领域的研究难点。在风洞试验中有多种摩擦力测量方法,但多为单点式测量,试验中采用荧光油流摩擦力场测量技术在低速开口式风洞中对平板翼型和RAE2822二元翼型的上表面摩擦力分布情况进行了测量。试验结果表明:该测量技术可以测得模型表面的摩擦力信息,所得平板流场层流部分的摩擦力信息与布拉修斯(Blasius)层流解趋势一致,并得到二元翼型三维摩擦力信息及某一沿流向剖面的τ-x曲线。 展开更多

关键词 摩阻测量 平板 二元翼型 荧光油流

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