空泡两相流场PIV测试技术研究

基于图像分析和TR-PIV建立了一套空泡周围非定常两相流场的PIV测试技术,并对分析方法进行详细的描述与试验验证.利用本文针对空泡现象选择的图像处理方法可以同时获取空泡的轮廓边界和空泡周围流场信息.三维水翼空泡流场试验表明,该方法适用于空泡现象的研究和分析,可获取高时间和空间分辨率的量化空泡发展过程以及空泡生长、脱落和溃灭过程中空泡壁面附近和周围流场的量化信息.     

渗透度对锯齿形尾缘喷嘴气动声学影响研究

在低马赫数条件下（Ma=0.12）,采用时间分辨TR-PIV以及远场噪声测量方法,对不同渗透度锯齿形尾缘喷嘴的气动声学特性进行实验研究。流场测量结果表明,锯齿形尾缘喷嘴缩短势核长度,增加势核内气流和周围环境气流的掺混,随渗透度的增加该趋势得到增强。远场声学测量结果表明,随着渗透度增加,锯齿形尾缘喷嘴对于噪声低频降低和高频增加的幅度都有所增强。低渗透度的锯齿形尾缘喷嘴有效降低噪声总声压级,在150°时总声压级降低达到1.3 dB,研究对于降低工厂排空噪声有现实意义。     

Numerical and experimental investigation of an axial compressor flow with tandem cascade

Basing on a prototype of DCA airfoil and axial displacement overlap of 10% chord,seven kinds of tangential displacements are taken to simulate the flow conditions in tandem cascade with numerical methods to select a better geometry with higher performance.The configuration with tangential displacement b/t=0.83 would gain better flow performance than the others.On this basis,two configurations with tangential displacement b/t=0.67 and 0.83 among several configurations are chosen to take into experimental investigations by using TR-PIV system to capture the flow velocity instantaneously.The configuration with b/t=0.83 is observed a better flow field performance than b/t=0.67.Its injection flow in the gap zone is much stronger,wake zone area of the front and rear blade is smaller and the stream flow is more improved.It shows that the flow performance in experimental investigation is quite in the same trend as the numerical results predict.     

旋翼模型悬停状态桨尖涡特性

直升机旋翼桨尖涡特性研究是直升机旋翼气动特性研究的关键要素,为提高对旋翼悬停状态桨尖涡特性的认识以及准确掌握其流动机理,利用Bo-105旋翼模型在Φ5 m立式风洞开口试验段进行了桨尖马赫数相似情况下的悬停试验,并采用TR-PIV流场测量系统对旋翼悬停状态下不同总距时的流场进行了精细化测量,得到了该副旋翼32帧/圈的详细流场图像,并运用更为合理的涡核中心判定、涡核流动数据提取以及涡核模型拟合方法对试验结果进行了精细化处理与分析,进一步揭示了旋翼模型悬停状态下桨尖涡的演化发展过程.研究表明:高速PIV设备能准确捕捉旋翼悬停状态下的流场运动特征,有助于旋翼流场的精细化研究;采用涡量加权平均的方法来计算涡核中心位置可以消除涡核中心平移速度的影响,进而更加准确地定位涡核中心;采用环量分析的方法可以更加可靠地确定涡核尺寸和最大诱导速度,且分析结果显示随涡龄角的增加,涡核半径缓慢增大、涡核最大诱导速度缓慢减小;在桨尖涡发展演化过程中,不同发展阶段具有不同的涡核模型n参数.