[发明专利]一种风洞试验动态压力和流场分布的测量系统和测量方法

说明书

本发明适用于风洞试验技术领域，提供了一种风洞试验动态压力和流场分布的测量系统和测量方法。测量系统包括：试验模型、PIV系统、PSP系统、差压扫描阀、可调压腔、粒子发生器、压力调节器和校准腔，所述试验模型测试面上设置有所述多个测压孔，所述差压扫描阀设有测量端、参考端和校准端，所述测量端与所述多个测压孔连接，所述参考端与所述可调压腔连接，所述校准端与所述校准腔连接，所述粒子发生器和所述压力调节器均与所述校准腔连接。本发明的目的是提供一种更加准确的风洞试验动态压力和流场分布的测量系统。

技术领域

本发明涉及风洞试验技术领域，尤其是涉及一种风洞试验动态压力和流场分布的测量系统和测量方法。

背景技术

压敏涂料（PSP，Pressure Sensitive Paint）技术是一种获取模型表面压力分布的非接触测量方法，其利用发光涂层分子在特定波长激发光照下荧发光强度度随压力变化的现象，将压力大小转化为发光强度信息后再进行图像处理，计算出模型表面压力分布，具有空间分辨高、不受模型结构限制、不破坏模型表面流场、可实现大面积压力分布测量等优点。

粒子图像测速（PIV，Particle Image Velocimetry）技术是一种瞬态、多点、非接触式的激光流体力学测量方法，在待测流场中散布示踪粒子，以粒子速度代表其所在流场内相应位置处流体的运动速度；使用脉冲激光片光源入射到所测流场区域中，通过连续两次或多次曝光，将粒子的图像记录在PIV底片或CCD相机上；逐点处理PIV底片或CCD记录的图像，用图像分析技术（如光学杨式条纹法、自相关法或互相关法等）得到流场中各点的流速矢量，获得流场速度分布，并由此计算出其他运动参量。

目前，PSP和PIV两种技术基本都是单独使用的，即使联合使用，也是在不同时序上分别控制，并没有在时间上严格同步。而使用PSP和PIV同步测量模型表面压力分布和附近空间速度分布，对于揭示模型附近流场真实信息，具有十分重要意义。此外，两种技术同步使用，也可有效提升试验效率。

中国发明专利CN108120583A公开了一种用于测量高超声速风洞试验动态压力和空间流场的装置，包括：同步器、PIV系统、PSP系统、动态采集系统，动态压力传感器。该装置存在以下问题：一方面， PIV的示踪粒子会在一定程度上造成空间遮挡，进而会对PSP发光强度图像获取产生严重影响，最终严重影响PSP测量的准确性；另一方面PIV激光片光也会对PSP荧光激发造成干扰，使得模型表面PIV片光照射区域的PSP测量不准确。

综上所述，现有技术存在如下技术问题：

1．现有技术中PSP和PIV两种技术的联合使用，只是在不同时序上对两种技术实现分别控制，无法实现在时间上同时控制两种技术；

2．现有技术中PSP和PIV不能同步使用是由于： PIV的示踪粒子会在一定程度上造成空间遮挡，进而会对PSP发光强度图像获取产生严重影响，最终严重影响PSP测量的准确性；同时，PIV激光片光也会对PSP荧光激发造成干扰，使得模型表面PIV片光照射区域的PSP测量不准确；

现有技术中PSP和PIV不能同步使用，但使用PSP和PIV同步测量模型表面压力分布和附近空间速度分布，对于揭示模型附近流场真实信息，具有十分重要意义，急需提供一种能够使PSP和PIV在时间上同步测量的测量模型和系统。

发明内容

本发明的目的是提供一种更加准确的风洞试验动态压力和流场分布的测量系统和测量方法。

本发明提供了一种风洞试验动态压力和流场分布的测量系统，包括：试验模型、PIV系统、PSP系统、差压扫描阀、可调压腔、粒子发生器、压力调节器和校准腔，其中，

所述PIV系统和所述PSP系统均设置于所述试验模型测试面一侧，所述试验模型测试面上设置有多个测压孔，