粒子成像测速技术在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及一种粒子成像测速技术在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置，该装置包括：支撑部、至少一个粒子散布管以及粒子发生装置。粒子发生装置与粒子散布管连通，用于产生示踪粒子并将雾化的示踪粒子排出至粒子散布管。由于支撑部的侧壁与风洞的收缩段末端的洞体固定连接，粒子散布管的两端分别与支撑部的侧壁固定连接，因此支撑部位于风洞流场之外，仅有粒子散布管位于风洞的流场内，从而示踪粒子散布装置的迎风面积小、对流场的干扰小、可靠性强。由于粒子散布管能够沿支撑部的侧壁的长度方向调节位置，因此可以根据实验的需要将粒子散布管的位置调节至与待测截面对应，从而便于调节示踪粒子的散布位置，测量区域灵活。域灵活。域灵活。

【技术实现步骤摘要】
粒子成像测速技术在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置


[0001]本技术涉及风洞实验
，特别涉及粒子成像测速技术(ParticleImage Velocimetry，PIV)在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置。

技术介绍

[0002]为了模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，风洞可提供以人工方式产生并且可控制的气流环境，同时结合测速、测压、测力等实验设备可量化气流对实体的作用效果并观察实验现象。
[0003]风洞实验技术自出现以来伴随着现代航空工业的发展而不断进步，越来越多的高新测量技术被应用于风洞实验环境。PIV作为一种非接触式的全流场速度测量技术，可记录一段时间内某一平面或者空间区域中每一时刻的速度信息，具有空间流场的时间解析能力。其原理是在流场中均匀地散布大量反光性能良好并且可跟随流场运动的示踪粒子，利用激光器等光源照亮测量区域内的示踪粒子并使用数字相机拍摄粒子照片，最后通过互相关技术计算前后两帧或多帧照片内示踪粒子的位移。在两帧照片拍摄时间间隔足够短的情况下，根据已知的位移和时间间隔可以得到示踪粒子的移动速度，并用其表征测量区域内的流场速度。PIV不仅克服了以往流场测量中单点测量及设备对流场干扰的局限性，而且具有高精度和高分辨率，目前在涉及流场测量的机械、冶金、化工、汽车、航空、水文和医学等众多领域应用广泛。
[0004]在流动显示技术的基础上，PIV测速充分利用光学技术、现代计算机技术和图像处理技术，并随着这些技术的进步而不断发展。典型的PIV系统主要由照明系统、成像系统和图像处理系统等部分组成。照明系统主要由连续或脉冲激光器、光路系统和片光源光学镜头组等构成；成像系统包括数字照相机和信号同步器等；图像处理系统主要是分析软件和工作站。
[0005]目前，PIV技术应用最好的领域是在水流实验中单一平面的流场测量。因为水介质中容易均匀地散布示踪粒子，粒子颗粒较大且散射性好，同时水流速度较低，容易拍摄到清晰的粒子图像而获得准确且精度高的流场信息。由此可知示踪粒子的散布质量与PIV测量结果密切相关，因此在风洞流场测量中如何均匀散布示踪粒子是个关键点。
[0006]传统的风洞粒子散布装置主要为“井”字或网格结构粒子散布耙，以及一端或两端固定的粒子散布管等。散布耙的主要问题在于：1、整体结构较大，对流场的干扰难以忽略；2、散布耙大多通过张线安装在风洞内，安装难度较大； 3、散布耙横截面积较大，在风洞中所受阻力大，通过张线支撑易晃动，进一步干扰风洞流场和影响粒子散布效果。虽然一端固定的粒子散布管横截面积小，对流场的干扰也小，但是当散布管较长时由于仅一端固定，易引起振动影响粒子散布效果和流场品质。尽管两端固定的粒子散布管可以很好的解决散布管易震动的问题，但由于其位置固定，当模型安装位置不易调节时，PIV实验的可测量区域将会受到较大的限制。

技术实现思路

[0007]基于此，有必要针对传统的风洞粒子散布装置存在迎风面积较大、粒子散布效果不佳、测量区域受限等问题，提供一种对风洞流场干扰较小、粒子散布效果稳定均匀、散布区域可连续调节的示踪粒子散布装置。
[0008]本申请实施例提供一种PIV在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置，包括：
[0009]支撑部，用于安装在风洞的收缩段末端的洞体上，支撑部至少包括一对相对的侧壁；
[0010]至少一个粒子散布管，粒子散布管的一端用于与相对的侧壁中的其中一个固定连接，另一端用于与相对的侧壁中的另一个固定连接，粒子散布管能够沿侧壁的长度方向调节位置，粒子散布管的侧壁上设有多个散布开口；以及
[0011]粒子发生装置，与粒子散布管连通，粒子发生装置用于产生示踪粒子并将雾化的示踪粒子排出至粒子散布管。
[0012]上述的示踪粒子散布装置用于风洞中进行PIV实验时使用，由于支撑部的侧壁与风洞收缩段末端的洞体固定连接，而且粒子散布管的两端分别与支撑部的侧壁固定连接。因此，支撑部位于风洞流场之外，仅有粒子散布管位于风洞的流场内，从而该示踪粒子散布装置的迎风面积小、对流场的干扰小、可靠性强，并且示踪粒子散布装置的结构稳固、设备成本经济。由于粒子散布管能够沿支撑部侧壁的长度方向调节位置，因此可以根据实验的需要将粒子散布管的位置调节至与待测截面对应，从而便于调节示踪粒子的散布位置，测量区域灵活。
[0013]在一实施例中，示踪粒子散布装置还包括连接管，连接管具有相连通的第一端和第二端，第一端与粒子发生装置连接且连通，第二端与粒子散布管的一端连接且连通。
[0014]在一实施例中，连接管包括：
[0015]第一段，第一段的一端为第一端；
[0016]第二段，第二段的一端为第二端；以及
[0017]第三段，第三段的一端与粒子散布管的另一端连接且连通，第三段的另一端和第二段的另一端均与第一段的另一端连接且连通。
[0018]在一实施例中，每个侧壁均设有沿自身长度方向延伸的滑槽；
[0019]示踪粒子散布装置还包括锁紧件，粒子散布管的每一端通过一个锁紧件与对应的侧壁连接，粒子散布管的端部和/或粒子散布管的端部对应的锁紧件穿过对应的侧壁上的滑槽；
[0020]锁紧件具有锁紧状态和释放状态，在锁紧状态时，锁紧件将粒子散布管的端部与对应的侧壁锁紧，在释放状态时，粒子散布管能够沿对应侧壁上的滑槽在延伸方向上移动。
[0021]在一实施例中，锁紧件具有管体，管体的侧壁具有沿周向延伸的凸缘；
[0022]在锁紧状态时，凸缘与粒子散布管位于对应的侧壁的不同侧，管体的一端穿过对应的侧壁上的滑槽并与粒子散布管螺纹连接，以致粒子散布管和凸缘分别与对应的侧壁抵接。
[0023]在一实施例中，每个侧壁包括沿自身长度方向延伸的第一延伸壁和第二延伸壁，第一延伸壁和第二延伸壁固定连接，且第一延伸壁和第二延伸壁的宽度方向相互垂直；
[0024]第一延伸壁的宽度方向与风洞的来流方向相同，并且滑槽设于第一延伸壁；
[0025]第二延伸壁的宽度方向的表面上开设有多个螺纹孔，并且第二延伸壁用于通过螺栓与风洞的收缩段末端固定连接。
[0026]在一实施例中，支撑部至少包括两对相对的侧壁，两对相对的侧壁分别为一对相对的第一侧壁和一对相对的第二侧壁，第二侧壁的延伸方向与第一侧壁的延伸方向垂直。
[0027]在一实施例中，沿风洞的来流方向，第一侧壁上的滑槽和第二侧壁上的滑槽相错开。
[0028]在一实施例中，示踪粒子散布装置还包括喷嘴，安装在粒子散布管的散布开口处，喷嘴用于将从散布开口排出的示踪粒子均匀稳定地喷出，而且喷出方向与风洞的来流方向一致。
[0029]在一实施例中，示踪粒子散布装置还包括：底座，对支撑部起到固定和支撑作用；
[0030]底座远离支撑部的一端设置有万向轮；和/或
[0031]底座远离支撑部的一端设置有调平机构。
附图说明
[0032]图1为一实施例的示踪粒子散布装置的结构示意图；
[0033]图2为图1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种粒子成像测速技术在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置，其特征在于，包括：支撑部，用于安装在风洞的收缩段末端的洞体上，所述支撑部至少包括一对相对的侧壁；至少一个粒子散布管，所述粒子散布管的一端用于与所述相对的侧壁中的其中一个固定连接，另一端用于与所述相对的侧壁中的另一个固定连接，所述粒子散布管能够沿所述侧壁的长度方向调节位置，所述粒子散布管的侧壁上设有多个散布开口；以及粒子发生装置，与所述粒子散布管连通，所述粒子发生装置用于产生示踪粒子并将雾化的示踪粒子排出至所述粒子散布管。2.根据权利要求1所述的粒子成像测速技术在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置，其特征在于，还包括连接管，所述连接管具有相连通的第一端和第二端，所述第一端与所述粒子发生装置连接且连通，所述第二端与所述粒子散布管的一端连接且连通。3.根据权利要求2所述的粒子成像测速技术在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置，其特征在于，所述连接管包括：第一段，所述第一段的一端为所述第一端；第二段，所述第二段的一端为所述第二端；以及第三段，所述第三段的一端与所述粒子散布管的另一端连接且连通，所述第三段的另一端和所述第二段的另一端均与所述第一段的另一端连接且连通。4.根据权利要求1所述的粒子成像测速技术在风洞测试过程中的示踪粒子散布装置，其特征在于，每个所述侧壁均设有沿自身长度方向延伸的滑槽；所述的示踪粒子散布装置还包括锁紧件，所述粒子散布管的每一端通过一个所述锁紧件与对应的所述侧壁连接，所述粒子散布管的端部和/或所述粒子散布管的端部对应的所述锁紧件穿过对应的所述侧壁上的所述滑槽；所述锁紧件具有锁紧状态和释放状态，在所述锁紧状态时，所述锁紧件将所述粒子散布管的端部与对应的所述侧壁锁紧，在所述释放状态时，所述粒子散布管能够沿对应的所述侧壁上的所述滑槽的延伸方向移动。5.根据权利要求4所述的粒子成像测速技术在风洞测试过程中的...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡烨，黑少华，谭健，
申请(专利权)人：广东省航空航天装备技术研究所，
类型：新型
国别省市：