風洞試驗光學測量方法

內(nèi)容概要

本書系統(tǒng)地敘述了應用于空氣動力模擬試驗中各種光學測量方法的基本原理、主要特點以及應用實驗技術。其中包括流場的速度、密度和溫度的測量；模型表面流動現(xiàn)象的測量以及風洞模型空氣動力特性的測量等。同時也著眼于風洞模擬試驗中各種非接觸式光學測量方法的新發(fā)展?！　”緯晒氖铝黧w力學、空氣動力學、氣動光學等相關學科研究的教師和科技工作者參考，也適合學習光學和空氣動力學的大學高年級學生和研究生使用。

書籍目錄

第1章　風洞流場密度的測量及顯示　　1.1　光線偏折法流場顯示　　1.2　氣體輝光放電法　　1.3　電子束熒光法　　參考文獻　第2章　風洞流場速度的測量　　2.1　熱線風速計　　2.2　激光多普勒測速計　　2.3　粒子成像測速計　　參考文獻　第3章　風洞流場溫度的測量　　3.1　光學高溫計　　3.2　喇曼散射光譜法　　3.3　分子瑞利散射法　　3.4　激光誘導熒光法　參考文獻　第4章　風洞試驗模型表面參數(shù)的測量　　4.1　模型表面壓力分布測量　4.2　模型表面溫度分布測量　　4.3　模型表面燒蝕輪廓測量　4.4　模型表面摩阻分布測量　參考文獻第5章　風洞模型自由飛試驗測量　5.1　模型運動坐標系及氣動系數(shù)　5.2　模型特性參數(shù)測量　5.3　模型的自由運動及記錄方法　5.4　風洞試驗量方法　參考文獻第6章　風洞試驗高速攝影技術應用方法　6.1　風洞試驗中的高速攝影　6.2　高速攝影的技術特性　6.3　高速攝影的應用方法　參考文獻

章節(jié)摘錄

第2章 風洞流場速度的測量理想條件下的流動才是完全穩(wěn)定的，穩(wěn)定的流動狀態(tài)稱為層流，實際條件下的流動總是有脈動的，流動的不穩(wěn)定形成湍流。湍流的強度和結構對氣動阻力、氣動光學、熱交換以及流動的混合比等參數(shù)有很大的影響。用皮托管測量氣流速度是傳統(tǒng)的方法，由于管內(nèi)有流體，對脈動速度有很大慣性，不能迅速地跟上速度的波動。而熱線風速計方法，慣性非常小，可用于測量湍流。這種方法的原理是，用直徑為微米級的金屬絲作為測量傳感組件置于流場中，用惠斯通電橋電路將金屬絲以小電流加熱，故稱“熱線”，氣體流過熱線時熱線被冷卻。通過測量熱線所損失的熱量，然后計算出測量點的流體速度（熱量近似與速度的平方根成正比）。由于熱線的慣性非常小，能迅速跟上快速變化的速度脈動。當熱線工作在固定溫度方式（恒電阻）下，最合適的頻率為50kHz。由于這種方法的傳統(tǒng)、經(jīng)典和實用，唯一例外作為接觸式測量方法也在這里敘述。當然，熱線風速計也有缺點。每次使用都需要校準一次，以便達到較好的靈敏度；熱線的輸出與速度值的n次方成正比（VN），n近似等于0.5，這個數(shù)值受外界因素影響而變化。如果測量大范圍的脈動速度，就必須要確定n值。由于n值小于1，因此當速度增加時，熱線的靈敏度會降低。由于熱線直徑很小，強度有限，容易損壞。在測量時很難分辨流動的方向等等。因此采用激光多普勒測速方法（LDV）可以克服上述缺點，實現(xiàn)較完善的、線性的和非接觸式的流動速度測量。

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