基于剪切敏感液晶涂层的壁面摩擦力矢量场全局测量方法

针对壁面摩擦力测量问题,建立了一种基于剪切敏感液晶(SSLC)涂层技术的平板表面摩擦力矢量场全局测量方法。该方法利用SSLC涂层在摩擦力作用下的颜色变化特性(不同方向显示不同颜色)并结合其颜色变化与摩擦力大小之间的校准关系解算摩擦力矢量的方向和大小,能够测量整个待测区域的摩擦力矢量分布。应用所述方法测量了平板表面凸起物绕流的摩擦力矢量场。试验结果表明,该方法不仅能够高分辨率测量出平板表面凸起物绕流的摩擦力矢量场,而且能够研究凸起物的尾迹区随着流动速度增加的发展过程。

液晶显示方法研究管内马赫数4拟似冲击波流动

在一个压力-真空型超声速风洞中,剪切应力敏感的液晶表面流动显示技术被用来研究方管内马赫数4拟似冲击波的超声速流动。实验是在日本室兰工业大学的超声速风洞中进行。它提供了关于测试表面流动结构的定性信息,诸如湍流边界层分离和再附,以及边界层流动的维数等。液晶显示结果与纹影实验照片和油膜方法进行比较,证实了它是一种非常有效的表面流动显示工具。

平板表面射流摩擦力场液晶涂层法测量与显示

为了研究剪切敏感液晶(Shear Sensitive Liquid Crystal,SSLC)涂层在不同气流速度下用于测量和显示壁面摩擦力场的能力,应用SSLC涂层对不同速度下平板表面亚声速射流的摩擦力矢量场进行了测量,对带有激波单元的超声速射流摩擦力场及其动态特性进行了流动显示。研究结果表明:在定量测量方面,SSLC涂层能够在宽量程范围内快速、高分辨率地测量射流摩擦力矢量场,可用于射流摩擦力场随射流速度的变化特性研究;在流动显示方面,SSLC涂层可用于显示超声速射流的菱形激波单元等流场结构及其动态变化特性。

三角翼标模摩擦阻力测量的高超声速风洞实验与数据确认

描述了剪切敏感液晶涂层(shear-sensitive liquid crystal coatings,SSLCCs)在高超声速风洞中针对三角翼标模进行表面摩擦阻力(简称摩阻)测量的应用情况.建立了基于剪切敏感液晶涂层光学测量系统,在中国航天空气动力技术研究院FD-07风洞中进行了三角翼摩阻测量实验,给出了三角翼表面摩阻分布数据,表明流场结构的复杂.实验结果证明了此方法进行高超声速摩阻测量的可行性,有效解决了在高超声速流场条件下表面摩阻预测的难题,具有重要的应用价值.

平板表面薄圆柱绕流摩擦力矢量场全局测量

针对壁面摩擦力矢量场测量问题,基于剪切敏感液晶(SSLC)涂层技术建立了一种测量平板表面摩擦力矢量场的方法。该方法基于多视角测量原理,采用六台同步相机从不同方向同时采集SSLC涂层在摩擦力作用下的颜色变化,与采用单台相机相比能够降低测量噪声,并且具有测量非定常流动的摩擦力场的潜力。应用该方法测量了平板表面薄圆柱绕流的摩擦力矢量场,结果表明:(1)SSLC涂层能够以彩色方式定性显示壁面摩擦力信息;(2)通过对不同方向观测的SSLC涂层颜色进行分析处理,该方法能够高分辨率测量薄圆柱绕流的摩擦力矢量场,详细地捕获了流动特征;(3)同一份SSLC涂层可以重复使用并且可用于测量不同的摩擦力矢量场。

Study on Shock Wave and Turbulent Boundary Layer Interactions in a Square Duct at Mach 2 and 4

In this paper, the outline of the Mach 4 supersonic wind tunnel for the investigation of the supersonic internal flows in ducts was firstly described. Secondly, the location, structure and characteristics of the Mach 2 and Mach 4 pseudo-shock waves in a square duct were investigated by color schlieren photographs and duct wall pressure fluctuation measurements. Finally, the wall shear stress distributions on the side, top and bottom walls of the square duct with the Mach 4 pseudo-shock wave were investigated qualitatively by the shear stress-sensitive liquid crystal visualization method. The side wall boundary layer separation region under the first shock is narrow near the top wall, while the side wall boundary layer separation region under the first shock is very wide near the bottom wall.