[发明专利]一种基于PIV的平板湍流边界层流场结构测量装置及方法

摘要

本发明提供一种基于PIV的平板湍流边界层流场结构测量装置及方法，属于空气动力学测试技术领域。该实验装置包括风洞、测试平板、用于接收和记录粒子散射光的高速相机、发烟箱、激光器、片光系统。风洞由进气段段、稳定段、收缩段、实验段、扩张段、拐角段、动力段、出口段顺次连通构成，测试平板固定于实验段中央，发烟箱置于支架前端。激光器展光器将激光展成片光射入风洞中。本发明结构简单，操作简便，通过高速相机获得一段时间内流场瞬时图像，再由PIVLAB程序进行处理获得相应的瞬时速度场和涡量云图。本发明具有精度高，对设备要求较低，测试时间快等特点。

主权项

1.一种基于PIV的平板湍流边界层流场结构测量装置，其特征在于，所述实验装置包括风洞、测试平板、高速相机、发烟箱、激光器、片光系统；所述空气通道由气体收集段、稳定段、收缩段、实验段、扩散段、拐角段、动力段、出口段顺次连通构成，空气从气体收集段向出口段流动；在实验段内按气流方向先后设置有压力传感器和测试平板，在动力段内部设置有变频电机、动力叶片及整流静叶片；所述测试平板包括支撑架、透明平板、压力梯度调节板、电推杆、辅助支架、粗糙带、转捩拌线；透明平板置于支撑架上且水平固定在所述的风洞实验段中央；辅助支架前缘与支撑架后缘铰接，辅助支架后缘与支撑架通过电推杆连接，压力梯度调节板固定于辅助支架上，粗糙带和转捩拌线依次布置于透明平板前缘；所述发烟箱位于测试平台前段，转捩绊线之后，通过管道与风洞外的发烟器连接；所述的激光器固定在风洞实验段上方外壁面，通过片光系统中的反光片使激光垂直于测试平板，激光经过片光系统中的展光器形成片光后，射入风洞内，片光与测试平板垂直且平行于来流，测试平板被片光覆盖范围使用黑色平板替换，减少反光影响，所述高速相机布置与风洞外，从侧面与片光垂直，聚焦于片光平面。