固体火箭发动机尾焰中颗粒速度的粒子轨迹法测量

固体火箭发动机尾焰中存在浓密的小尺寸颗粒和稀疏的大尺寸颗粒。利用高速相机直接对尾焰进行拍摄,采用粒子轨迹法对尾焰中大颗粒速度测量。粒子轨迹法测速的关键是正确识别粒子轨迹并确定其长度,为此发展了从图像中判别粒子轨迹的算法,提出了确定轨迹长度的一维拟合算法。通过对模拟粒子轨迹图像的计算分析,检验了一维拟合算法的计算效率和精度。利用文中发展的粒子轨迹法对固体火箭发动机尾焰中大尺寸颗粒进行了全流场速度测量。测量结果展示了尾焰中粒子速度随时间的演化,揭示了在超音速尾焰中大尺寸粒子速度随着距喷管出口距离的增加而衰减的定量特征。在全部测量区域内及测量时间内,没有观察到粒子速度的突变,这表明大颗粒的运动速度没有受到尾焰中激波的影响。该测量手段为固体火箭发动机尾焰中大尺寸颗粒的速度测量提供了新的选择。