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七孔探针风洞实验技术研究

王蕾  
【摘要】: 七孔探针作为一种可以能获得流动速度的大小、方向、总压和静压的气动测量装置,被广泛应用于低速风洞实验各种大角度的流动测量。七孔探针测量流动角范围大,并且设备简单、对环境要求低、价格低廉,用于流场的测量有着广阔的前景。本文的主要工作是在南京理工大学低速风洞实验室首次建立了七孔探针测试系统,为本校开展流场分布规律测试实验建立了很好的平台,其主要研究内容包括以下几方面: 1、论述了七孔探针的结构、工作原理,讨论了校准的几种常用方法,为七孔探针测试系统的设计打下了基础。 2、根据本校低速风洞实际情况独立设计了一套测试系统,该系统硬件部分主要由移测坐标架、压力传感器、信号放大器和数据采集计算机组成,设计了数据处理方法,编制了处理软件。 3、开展了七孔探针在低速不可压流场测量中的应用。对NACA6321翼型、尖拱头部圆柱弹体后台阶进行了一系列的实测实验。研究了在10m/s风速、不同迎角下翼型绕流以及弹体后台阶气流的速度矢量、静压等流场参数的变化规律。 4、对NACA6321翼型、尖拱头部圆柱弹体后台阶进行了数值模拟。通过数值模拟的结果分析实验所得规律的正确性,结果表明实验与计算两者规律吻合较好,所测速度矢量、静压等流场参数符合翼型绕流场的基本规律,从而验证了七孔探针测量的可靠性。 5、为了分析实验中探针和支杆的存在对实验模型流场的干扰,建立了五套三维计算模型,包括一个光弹体,四个典型实验点位置探针、支杆和弹体组成的计算模型,用Fluent进行了静压、速度等流场参数的计算。通过对有、无探针时弹体流场计算结果的分析,来分析采用七孔探针进行低速绕流场测量的可信度,判断探针及支杆对流场干扰的程度,该项工作的开展将为七孔探针应用于低速风洞绕流场测量数据可信度的鉴别打下基础。


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