[发明专利]一种固体形变场测量方法

权利要求书

1.一种固体形变场测量方法，其特征在于，所述固体形变场测量方法利用了磁热流固多场耦合实验系统，所述磁热流固多场耦合实验系统包括：

导电流体循环系统和测量系统；

所述导电流体循环系统包括：导电流体腔、电磁泵和储液罐，所述导电流体腔、所述电磁泵和所述储液罐通过管道连通，所述储液罐用于储存导电流体，所述电磁泵为所述导电流体在管道中循环流动提供动力；

所述导电流体腔包括：腔体、扰流装置和加热装置；所述腔体包括入口、出口、稳流段和实验段，所述实验段分别与所述稳流段和所述出口前后连接，所述入口用于向所述导电流体腔的内部输入所述导电流体，所述稳流段用于稳定所述导电流体的流速，所述实验段用于加热所述导电流体和形成磁热流固耦合提供场所，所述出口用于排出所述导电流体腔内的所述导电流体；所述扰流装置包括柔性件和刚性件，所述柔性件固定于所述刚性件上，所述扰流装置固定于所述实验段内，所述扰流装置用于扰动所述导电流体的运动形成流固耦合效应；所述加热装置与所述导电流体腔连接，所述加热装置用于加热所述导电流体；

所述测量系统包括温度场测量装置、速度场测量装置和形变场测量装置，所述温度场测量装置用于测量所述导电流体腔内所述导电流体的温度场分布；所述速度场测量装置用于测量所述导电流体腔内所述导电流体的速度场；所述形变场测量装置用于测量所述柔性件在所述导电流体扰动下的固体形变场；

所述固体形变场测量方法，包括如下步骤：

信号发射接收装置向柔性件发射信号，所述信号被腔体的内侧壁和所述柔性件反射再次被所述信号发射接收装置接收；

所述信号发射接收装置将所述信号传送至处理器；

所述处理器获取第一信号从所述信号发射接收装置发射到被腔体的内侧壁反射至被所述信号发射接收装置接收的时间间隔；

所述处理器获取第二信号从所述信号发射接收装置发射到被所述柔性件反射至被所述信号发射接收装置接收的时间间隔；

所述处理器利用所述时间间隔和所述时间间隔相减得到所述第一信号到达所述腔体的内侧壁与所述第二信号到达所述柔性件的时间差T，所述时间差T满足如下公式：；

所述处理器利用所述时间差T与所述信号在导电流体中的速度C相乘得到所述柔性件到所述腔体内侧壁距离S，所述距离S满足如下公式：；

所述处理器利用不同位置处的同一时刻的所述距离S₁和所述不同位置处的下一时刻所述距离S₂对应相减获得所述不同位置处的柔性件相对空间位置H，所述柔性件相对空间位置H满足如下公式：

，

其中，表示在t时刻x位置处的柔性相对空间位置，所述柔性件相对空间位置为离散的空间位置点；

所述处理器通过已知所述柔性件的固有属性采用多项式插值从而拟合出的连续曲线，所述连续曲线即为柔性变形体的空间位置平面图；

所述处理器将所述柔性相对空间位置H进行傅里叶变换获得所述柔性件的运动频率f；

所述处理器利用所述柔性相对空间位置H得到所述柔性件的运动振幅A，所述运动振幅A满足如下公式：

，

其中，和分别为同一时刻所述柔性件相对空间位置H的最大值和最小值；

所述处理器利用所述柔性相对空间位置H得到所述柔性件的运动速度v，所述运动速度满足如下公式：

，

其中，和分别为同一位置不同时刻的所述柔性件相对空间位置H。

2.根据权利要求1所述的固体形变场测量方法，其特征在于，所述磁热流固多场耦合实验系统的所述腔体设置于磁场环境中。

3.根据权利要求2所述的固体形变场测量方法，其特征在于，还包括第一冷水机和散热装置，所述第一冷水机与所述电磁泵通过导管连接，所述第一冷水机用于降低所述电磁泵的温度；所述散热装置包括换热器和第二冷水机，所述第二冷水机通过管道与所述换热器连通，所述散热装置用于吸收所述导电流体热量。

4.根据权利要求2所述的固体形变场测量方法，其特征在于，所述扰流装置与所述导电流体腔可拆卸连接。

5.根据权利要求2所述的固体形变场测量方法，其特征在于，所述柔性件和所述刚性件可拆卸连接。