[发明专利]可改变来流状态的双流体喷流装置

说明书

本发明公开了一种可改变来流状态的双流体喷流装置，用于置于风洞内，包括支撑体和支撑连接于支撑体上方的喷流结构，支撑体设置有气体接头、与气体接头连通的气流通道；喷流结构内部形成有与气流通道连通的主气体稳定腔，主气体稳定腔后依序连接喷流收缩部、喷流喉部和喷流扩张部；喷流结构内部还形成有与主气体稳定腔相互隔离的扰动腔，扰动腔连接有用于供入扰动气源的进气管，扰动腔的其中一个壁板贯穿设置有连通扰动腔与外界的扰动通道，扰动通道用于供扰动腔中气体喷出与风洞喷管喷出的主流来流混合。本发明不但可实现双喷管剪切流动，还可改变风洞喷管来流的状态，满足更多种情况的实验需求，节省投资、无需更换风洞设备。

技术领域

本发明涉及风洞实验领域，特别地，涉及一种可改变来流状态的双流体喷流装置。

背景技术

超声速喷流装置，用于在(高)超声速风洞中进行试验，以实现高速双喷管流动。风洞内超声速流动或高超声速流动为主流流动，而超声速喷流装置放置于风洞内，试验时，两股高速流动会发生剪切混合，形成高速双喷管流动。

目前的超声速喷流装置仅包括：气体稳定腔、收缩部、喷管喉道、扩张部、进气口。由于目前的超声速喷流装置仅仅在出口处喷流与主流流动发生混合，而主流的来流状态不可变化，来流实验状态不可调整，现有的超声速喷流装置无法满足不同的实验目标需求。

发明内容

本发明提供了一种可改变来流状态的双流体喷流装置，以解决现有的超声速喷流装置无法改变来流状态导致无法满足不同的实验目标需求的技术问题。

本发明采用的技术方案如下：

一种可改变来流状态的双流体喷流装置，用于置于风洞内，包括支撑体和支撑连接于支撑体上方的喷流结构，支撑体设置有气体接头、与气体接头连通的气流通道；喷流结构内部形成有与气流通道连通的主气体稳定腔，主气体稳定腔后依序连接喷流收缩部、喷流喉部和喷流扩张部；喷流结构内部还形成有与主气体稳定腔相互隔离的扰动腔，扰动腔连接有用于供入扰动气源的进气管，扰动腔的其中一个壁板贯穿设置有连通扰动腔与外界的扰动通道，扰动通道用于供扰动腔中气体喷出与风洞喷管喷出的主流来流混合。

进一步地，扰动腔的容积小于主气体稳定腔的容积。更进一步地，扰动腔的容积≤0.1×主气体稳定腔的容积。

可选地，扰动腔的数量为多个，且多个扰动腔彼此相互隔离。

作为上述方案的一种实施方式，扰动通道为设置于壁板的长条形狭缝。作为上述方案的另一种实施方式，扰动通道包括设置于壁板的一排通孔。

可选地，扰动通道与壁板垂直设置；或者可选地，扰动通道与壁板呈夹角设置，夹角为15°～145°。

可选地，主气体稳定腔的顶壁上开设有通槽，于通槽的侧壁设置有嵌槽；扰动腔位于主气体稳定腔的上部，其由位于底部及四周的隔板与嵌入式装配于通槽内的壁板围成，壁板的周缘可拆地嵌入于嵌槽内。进一步地，嵌槽内设置有用于密封壁板与嵌槽之间装配间隙的密封圈。

进一步地，主气体稳定腔的底壁包括位于后段且朝喷流收缩部倾斜渐缩的倾斜段；扰动腔为带斜角的方形腔体，斜角朝向喷流收缩部，且斜角与倾斜段的倾斜角度相同。

进一步地，斜角与倾斜段的倾斜角度为30°～45°。

本发明具有以下有益效果：对于目前单喷管为主的超声速风洞，只要配上本发明的双流体喷流装置，即可实现双喷管剪切流动，不需要对来流喷管和风洞进行改造；本发明的可改变来流状态的双流体喷流装置，通过与主气体稳定腔相互隔离的扰动腔，扰动气源从进气管进入扰动腔，并经扰动通道喷出与风洞喷管喷出的主流来流混合，从而改变风洞喷管来流的状态，满足更多种情况的实验需求。采用本发明的结构不需要改变风洞喷管状态，能够节省投资、设计工作和风洞设备更换等，可以实现超声速双流体流动，同时来流状态品质可以改变。