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高超声速通气模型喷管出口气流参数测量试验技术研究

舒海峰 何超 郭雷涛 许晓斌 范孝华

舒海峰, 何超, 郭雷涛, 许晓斌, 范孝华. 高超声速通气模型喷管出口气流参数测量试验技术研究[J]. 机械工程学报, 2017, 31(6): 86-92, 99. doi: 10.11729/syltlx20160018
引用本文: 舒海峰, 何超, 郭雷涛, 许晓斌, 范孝华. 高超声速通气模型喷管出口气流参数测量试验技术研究[J]. 机械工程学报, 2017, 31(6): 86-92, 99. doi: 10.11729/syltlx20160018
Shu Haifeng, He Chao, Guo Leitao, Xu Xiaobin, Fan Xiaohua. Investigation on test technique for hypersonic flow-through model nozzle outlet airflow parameters measurement[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2017, 31(6): 86-92, 99. doi: 10.11729/syltlx20160018
Citation: Shu Haifeng, He Chao, Guo Leitao, Xu Xiaobin, Fan Xiaohua. Investigation on test technique for hypersonic flow-through model nozzle outlet airflow parameters measurement[J]. JOURNAL OF MECHANICAL ENGINEERING, 2017, 31(6): 86-92, 99. doi: 10.11729/syltlx20160018

高超声速通气模型喷管出口气流参数测量试验技术研究

doi: 10.11729/syltlx20160018
详细信息
    作者简介:

    舒海峰(1980-), 男, 山东滨州人, 高级工程师。研究方向:高超声速气动力与风洞试验技术。通信地址:四川省绵阳市二环路南段6号15信箱505分箱(621000)。E-mail:shuhaifeng892@sohu.com

    通讯作者:

    舒海峰, E-mail: shuhaifeng892@sohu.com

  • 中图分类号: V211.72

Investigation on test technique for hypersonic flow-through model nozzle outlet airflow parameters measurement

  • 摘要: 准确测量内流道出口参数是获得高超声速通气模型内流道气动特性的基础。目前采用的单排测压耙或多排测压耙、固定位置测量的方法不能全面而准确地反映出口流动的实际情况,因此开展了新方法的研究工作。选取一个去除所有安定面和舵面的带进气道升力体布局飞行器模型作为研究对象,开展了试验方法研究:用CFD方法研究相邻静压管之间不同距离以及静压管与气流夹角对测量结果的影响;研制了专用的三自由度压力测量装置;开展了Ma6条件下的风洞试验,获得了喷管出口附近的壁面压力、出口处的静压和皮托压力。试验结果表明:壁面压力和出口静压总体呈两侧高、中间低的趋势;模型壁面温度对重复性精度有较大影响;测压排架与喷管壁面之间的相互干扰对静压测量准度产生影响。

     

  • 图  单排测压耙

    Figure  1.  Single-row pressure harrow

    图  多排测压耙

    Figure  2.  Pressure harrow

    图  计算网格

    Figure  3.  Mesh of symmetry plane

    图  α=0°单根静压管计算结果

    Figure  4.  Pressure contour of one static tube at α=0°

    图  两根静压管不同距离计算结果

    Figure  5.  Pressure contour of two static tubes

    图  壁面静压点布置

    Figure  6.  Measuring points of wall static pressure

    图  喷管出口测点位置

    Figure  7.  Measuring points of pitot pressure and static pressure

    图  试验装置照片

    Figure  8.  Test devices in wind tunnel

    图  壁面静压曲线

    Figure  9.  Coefficient curves of wall static pressure

    图  10  皮托压力曲线

    Figure  10.  Coefficient curves of pitot pressure

    图  11  静压曲线

    Figure  11.  Coefficient curves of static pressure

    图  12  静压云图

    Figure  12.  Static pressure contours

    图  13  马赫数分布

    Figure  13.  Mach number curves

    图  14  马赫数云图

    Figure  14.  Mach number contours

    图  15  α=-4°皮托压力曲线

    Figure  15.  Coefficient curves of pitot pressure at α=-4°

    图  16  α=-4°静压曲线

    Figure  16.  Coefficient curves of static pressure at α=-4°

    图  17  α=-4°马赫数分布

    Figure  17.  Mach number curve at α=-4°

    图  18  α=6°皮托压力曲线

    Figure  18.  Coefficient curves of pitot pressure at α=6°

    图  19  α=6°静压曲线

    Figure  19.  Coefficient curves of static pressure at α=6°

    图  20  α=6°马赫数分布

    Figure  20.  Mach number curves at α=6°

    表  1  计算参数和计算条件

    Table  1.   Computation parameters and conditions

    Ma p /Pa T/K V/(m·s-1)
    6 1520 60 929
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    表  2  不同静压管距离时的静压

    Table  2.   Static pressure at a distance of different times of tube diameter

    Distance Single 2d 4d 8d
    p /Pa 1463 1629 1468 1470
    下载: 导出CSV

    表  3  气流偏角的影响

    Table  3.   The interference of the angle of airflow and static tube

    Angel/(°) 0 1 2 4
    p /Pa 1463 1460 1448 1239
    下载: 导出CSV

    表  4  试验参数与试验条件

    Table  4.   Test parameters and conditions

    Ma p0
    /MPa
    T0
    /K
    p
    /kPa
    T
    /K
    q
    /kPa
    Re
    /m-1
    6 2.0 470 1.267 57.3 31.92 1.86×107
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2017-04-14
  • 修回日期:  2017-06-22

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