高速气流总温探针恢复特性评估技术研究

总温测试精度是风洞测试与控制系统的关键指标,技术指标可高达0.1℃。实现该指标主要考虑高速气流造成的总温测试速度误差。为了实现总温探针性能的可靠评估和测试误差高精度补偿,设计了一种双层滞止罩总温探针,提出了总温探针恢复系数估计方法,并在引导试验风洞上开展了验证试验。试验结果表明:所设计的双层滞止罩探针比传统总温探针受流场干扰更小、具有更稳定的测试性能,所提出的总温恢复系数估计方法可以有效补偿高速气流造成的速度误差,其中常规总温探针恢复系数评估方法比现行工程方法补偿精度可提高8倍。研究结果可以在空气动力学地面试验设备推广应用,为风洞温度测试技术的进步奠定坚实的技术基础。     

风洞通用压力扫描阀综合数据采集系统的设计与实现

为了满足风洞中常用压力扫描阀的数据采集要求,设计了一套风洞通用压力扫描阀综合数据采集系统。本文首先对风洞压力扫描阀数据采集系统的结构组成以及常用的压力扫描阀进行了概述。其次,详细的给出了本系统的设计思路、系统组成以及实现方法。最后,使用本系统分别对两台DSA 3217、两台PSI 9116、一台DSA 3217和一台PSI 9116三种情况进行压力测试,测试结果表明,三种情况的数据差异都比较小,分别为3.2Pa、1.6Pa、9.9Pa,同时,数据时间差最大值也很小,分别为5ms、8ms、30ms。由此,可以说明本系统具有很好的同步性与兼容性,能够实现风洞中的各类压力扫描阀的综合数据采集。     

压电式压力传感器的一种动态建模方法

针对数学模型在动态校准实验数据处理中的重要地位,结合激波管对压力传感器测试系统动态校准所得实验数据,介绍了一种基于广义最小二乘法的动态数学模型建立方法.并利用Matlab/Simulink模块进行了仿真验证,由仿真结果表明该时间域数据处理方法具有简洁性、准确性的特点,特别适合于动态校准中建立差分方程模型.     

基于激波原理的气体动态温度校准装置研究

基于气体介质动态温度校准需求,研制了一套基于激波原理的气体动态温度校准装置。针对传统激波管产生激波持续时间短无法激励温度传感器的问题,通过改造传统激波管结构,实现了激波过程后稳态温度气体持续流动,克服了传感器有效激励问题。为了实现快速响应温度传感器的高质量动态校准,通过激波过程温度幅值补偿研究,减小了温度幅值不稳定对于动态校准结果的影响。此外,通过激波非定常边界层对于温度的影响分析,得到了忽略温度随壁面参数变化的条件,提高了激励信号发生的可靠性。最后,基于试验手段对于校准装置的可溯源性进行了分析和验证,试验结果表明所研制的气体动态温度校准装置可以产生阶跃上升时间为1.6 ms,稳态幅值为320℃,持续时间为40 s的动态温度激励信号,基本满足温度传感器动态校准需求。     

基于热电偶的低速风洞气流温度误差补偿方法

低速风洞气流温度数据质量是影响风洞流场品质的关键,针对热电偶测量导热误差和辐射误差补偿方法开展了专项研究。具体基于传热学基本原理,开展了基于热电偶丝浸入长度定值导热误差补偿方法、周围温度相对变化率定值辐射误差补偿方法研究,得到了热电偶浸入长度和周围温度相对变化率与温度测试误差之间定量关系的仿真结果。为了对于误差机理分析和仿真结果进行验证,开展了风洞验证试验。试验结果表明：热电偶浸入误差实测结果与理论仿真结果基本一致,周围温度相对变化率ω<1,可以降低温度测量辐射误差对于温度均匀性影响7.12倍。所提方法对于气体介质条件下热电偶工程应用提供了有益探索和技术依据。     

基于MX1601B-R的风洞数据采集系统设计与实现

为了满足MX1601B-R数采设备在风洞中进行数据采集的功能需求,基于MX1601B-R设计了一个风洞数据采集系统。本文首先从系统的结构组成以及工作原理对系统进行了分析。其次,对系统的数据采集硬件设备以及设计平台进行了概述。随后,详细的给出了本系统的设计思路,并从设备扫描连接、模块参数设置、零点显示、数据监控、数据采集以及数据查看与分析等方面对系统进行了模块化设计。最后,使用本系统对某风洞的温度排架进行数据采集与分析,并对系统进行功能验证。验证结果表明,本系统能够有效的对风洞吹风试验数据进行零点显示、数据监控、同步采集、多样化显示以及数据分析等,同时,系统的采集启动时间误差优于0.01s。由此,可以说明该系统界面简洁、功能齐全并且采集响应快,能够满足风洞吹风试验的数据采集需求。     

基于广义最小二乘法加速度传感器的动态建模

针对数学模型在动态校准实验数据处理中的重要地位,结合Hopkinson杆对加速度传感器测试系统动态校准所得实验数据,介绍了一种基于广义最小二乘法的动态数学模型建立方法.并利用Matlab/Simulink模块进行了仿真验证,由仿真结果表明该时间域数据处理方法具有简洁性、准确性的特点,特别适合于动态校准中建立差分方程模型.     

压电式压力传感器的一种动态建模方法

针对数学模型在动态校准实验数据处理中的重要地位,结合激波管对压力传感器测试系统动态校准所得实验数据,介绍了一种基于广义最小二乘法的动态数学模型建立方法.并利用Matlab/Simulink模块进行了仿真验证,由仿真结果表明该时间域数据处理方法具有简洁性、准确性的特点,特别适合于动态校准中建立差分方程模型.     

基于LDV测速算法的多普勒频率测量不确定度分析和评定

为了明确激光多普勒测速仪(LDV)通过转盘装置校准的低速结果在高速的适用性，分析得到LDV测量流速的不确定度与测量体中的干涉条纹间距和多普勒频率的不确定度相关。由于干涉条纹间距与被测流速无关，则高、低流速测量结果不确定度间的可能差异由多普勒频率算法引入。用基于蒙特卡洛法(MCM)传播概率分布评定测量不确定度的方法分析在不同流速下多普勒频率算法引入的多普勒频率测量不确定度，发现在流速为0.1～340 m/s时，由多普勒频率算法引入的多普勒频率相对不确定度均小于0.03%,且该相对不确定度在不同流速下基本保持不变。流速不同产生的多普勒频率不确定度差异对LDV测速结果的影响小于0.013%,验证了测速算法精度的适用范围。得到了LDV低速校准结果可以应用于高速测量的结论，解决了高流速测量的溯源问题。