[发明专利]基于剪切敏感液晶涂层的流道内壁面摩擦力场测量方法

摘要

本发明公开了一种基于剪切敏感液晶涂层的流道内壁面摩擦力场测量方法，属于空气动力学实验技术领域，具体方法为：1）将需要测量摩擦力场的流道壁面设计为可拆卸的透明玻璃壁面，并进行喷砂处理，使其内表面的粗糙度与实际流道一致；2）将位于待测壁面对面位置的流道内壁面进行黑色处理；3）在流道的玻璃内壁面喷涂SSLC涂层，开启风洞，建立流场，从流道外侧提供照射光线并采用相机观测SSLC涂层颜色，对SSLC涂层在不同方向显示的颜色进行分析处理，解算流道内壁面的摩擦力场。本方法将SSLC涂层技术推广用于管道流的壁面摩擦力场的测量，以一种非接触方式测量流道内壁面的摩擦力场，为研究管道内部流动的机理提供了一种新的技术途径。

主权项

1.一种基于剪切敏感液晶涂层的流道内壁面摩擦力场测量方法，其特征在于，步骤如下：步骤一：待测量摩擦力场的流道壁面分为流道上壁面（1），流道下壁面（2）、流道侧壁面；将需要测量摩擦力场的流道上壁面（1）设计为透明玻璃壁面（3），并对透明玻璃壁面（3）位于流道内壁的一侧表面进行喷砂处理，即喷涂透明玻璃砂，使其内表面的粗糙度与实际流道一致；步骤二：将位于待测透明玻璃壁面（3）对面位置的流道下壁面（2）进行黑色处理，形成黑色涂层（5）；步骤三：在流道的透明玻璃壁面（3）的内壁面喷涂SSLC涂层（4），所述SSLC涂层（4）与黑色涂层（5）在气流（6）两侧相对应，且位置相对；步骤四：将点光源（7）置于流道外侧，从玻璃壁面的法向方向透过透明玻璃壁面（3）为SSLC涂层（4）提供照射光线，将相机（9）置于流道外侧的不同位置，透过透明玻璃壁面（3）从不同方向观测SSLC涂层（4）的颜色，采用无线快门控制器控制相机（9）同步拍照，所述的相机（9）至少为五台；步骤五：开启风洞，建立流场，采用点光源（7）并通过相机（9）从相机所处位置的不同方向同时采集SSLC涂层（4）在摩擦力作用下的颜色变化图像，应用多视角方法对同时拍摄的SSLC涂层颜色进行分析处理，解算出透明玻璃壁面（3）对SSLC涂层（4）的摩擦力矢量场；步骤六：根据牛顿第三运动定律，流道内壁面受到气流（6）的摩擦力场与透明玻璃壁面（3）对SSLC涂层（4）的摩擦力场大小相同，方向相反。