[发明专利]一种结冰栅格及云雾场均匀性的测量方法

说明书

本发明适用于风洞测量技术领域，提供了一种结冰栅格及云雾场均匀性的测量方法，其中，结冰栅格包括框体、竖向栅条和横向栅条，所述竖向栅条和所述横向栅条纵横交错地分布于所述框体内，所述竖向栅条将所述横向栅条分割为N个横向单元，所述横向栅条将所述竖向栅条分割为M个竖向单元；所述竖向栅条和所述横向栅条的前缘上对称设置有沿轴向延伸的凸块，所述凸块之间形成凹槽，所述凸块的外侧面的外部布置有第一加热装置，所述凸块的内侧面、所述凹槽的底面的内部布置有第二加热装置，所述凸块的内侧面的外部布置有刻度线。本发明能够同时提高云雾场均匀性的测量效率、测量精度。

技术领域

本发明属于风洞测量技术领域，尤其涉及一种结冰栅格及云雾场均匀性的测量方法。

背景技术

云雾场均匀性是指风洞试验段内结冰云雾液态水含量空间分布的均匀性，是评估结冰风洞云雾场品质重要的指标之一。

云雾场均匀性最常用的测试手段是通过结冰栅格来进行的，结冰栅格是指在横向和纵向由若干扁平长方体栅条连接在一起的网格状模块。结冰栅格前缘表面所结霜冰厚度的空间分布可以间接反映液态水含量空间分布，从而可以方便、快捷地计算出云雾场均匀度。

现有技术中，通常使用游标卡尺等仪器间接测量栅条表面所结霜冰厚度，如在文献“大型结冰风洞云雾场适航应用符合性验证，郭向东等，航空学报”、“3m×2米结冰风洞试验技术研究进展，倪章松等，实验流体力学”、“移动式冰风洞试验方法研究和应用，李斯等，空气动力学学报”中均公开了上述结冰栅格。

现有技术中存在如下缺陷：

1、存在人为操作误差、误差累积，进而影响测量精度；

2、测量步骤较多、测量效率较低；尤其是在两次试验之间，需要人工除去结冰栅格前缘表面的积冰，降低了试验效率；

3、对于水滴粒径超过100um的过冷大水滴，水滴撞击结冰栅格前缘后会发生破碎、飞溅等动力学行为，而破碎、飞溅等动力学行为具有很高的随机性与多变性，并且会降低结冰栅格前缘过冷水滴的收集效率，从而严重影响云雾场均匀性的准确评估。

总之，现有技术中的结冰栅格和测量方法不能准确、高效地评估结冰风洞云雾场均匀性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种结冰栅格及云雾场均匀性的测量方法，旨在解决现有技术中的云雾场均匀性的测量效率低、测量精度差的技术问题。

第一方面，本发明提供了一种结冰栅格，其包括框体、竖向栅条和横向栅条，所述竖向栅条和所述横向栅条纵横交错地分布于所述框体内，所述竖向栅条将所述横向栅条分割为N个横向单元，横向单元的序号记为i，1≤i≤N，所述横向栅条将所述竖向栅条分割为M个竖向单元，竖向单元的序号记为j，1≤j≤M；

其中，所述竖向栅条和所述横向栅条的前缘上对称设置有沿轴向延伸的凸块，所述凸块之间形成凹槽，所述凸块的外侧面的外部布置有第一加热装置，所述凸块的内侧面、所述凹槽的底面的内部布置有第二加热装置，所述凸块的内侧面的外部布置有刻度线。

进一步地，所述凹槽呈长方体形，所述凸块呈直角三棱柱形，所述直角三棱柱形的斜面形成所述凸块的外侧面。

进一步地，所述第一加热装置为电加热薄膜，所述第二加热装置为电加热丝。

第二方面，本发明提供了一种云雾场均匀性的测量方法，其包括如下步骤：

步骤S10:将上述之一的结冰栅格安装于风洞试验段内的测量截面上；

步骤S20：调节风洞风速至目标值，调节风洞总温至-20℃以下；