用于激波管双窗口定位的操作方法技术

本发明专利技术公开了一种用于激波管双窗口定位的操作方法，包括预设激波管内入射激波的马赫数和驱动气体的比热比作为工况参数；在满足第一窗口观测位置的观测时间处于最大值时，根据已知的激波管内部运行的位移时间图像中区域4的比热比和区域3的马赫数以及激波管的驱动段的长度，求得第一窗口观测位置；根据已知的位移时间图像中区域2的气流马赫数、反射激波的马赫数、入射激波的马赫数和第一窗口观测位置以及区域2和区域1中的声速比，求得激波管的被驱动段的长度；预设第二窗口观测位置的观测时间，根据已知的位移时间图像中区域2和区域5处的声速和气流速度、反射激波的马赫数、第一窗口观测位置和激波管的被驱动段的长度，求得第二窗口观测位置；改变工况参数，求得满足各个工况参数下，第一窗口观测位置和第二窗口观测位置的范围值。位置的范围值。位置的范围值。

【技术实现步骤摘要】
用于激波管双窗口定位的操作方法


[0001]本专利技术涉及激光器
，尤其涉及一种用于激波管双窗口定位的操作方法。

技术介绍

[0002]激波管是一种产生激波和利用激波压缩气体、以模拟所要求工作条件的反应装置，是研究高温下快速或超快气相化学反应动力学的主要反应器之一。激波管实验结合多种诊断技术能够对激波诱导的火焰自燃、火焰三维形貌进行定性或定量的观察。
[0003]已知的单一用途激波管通常配备一种类型的实验诊断技术，专注于表征一种特定的燃烧动力学特性。侧壁成像和端壁成像是常见的实验诊断技术，其中，侧壁成像通常采用在矩形激波管中进行平面开窗或整个试验段设计成圆柱形透镜的开窗方式，端壁成像通常采用内窥镜的方式。然而，平面开窗经常会在激波管圆形截面到方形截面的过渡中产生预期之外的压力、稀疏波和冷热点，而采用圆柱形透镜的开窗方式会导致整体承压下降，对实验有不利影响，因此视窗的范围要适中。然而单一的侧壁成像或端壁成像都存在局限性，侧壁成像和端壁成像同时进行，在激波管上设置双窗口能够获得更多信息，提供详细的形态数据集。然而，激波管的双窗口的开设位置和范围不易确定。

技术实现思路

[0004]针对于现有的技术问题，本专利技术提供一种用于激波管双窗口定位的操作方法，用于至少解决部分以上技术问题，通过分析激波管的驱动段的长度、激波管的被驱动段的长度以及不同工况参数下激波内部运行的位移时间图像，求得第一窗口观测位置、范围和第二窗口观测位置、范围。
[0005]本专利技术实施例提供一种用于激波管双窗口定位的操作方法，包括以下步骤：
[0006]S1、预设激波管内入射激波的马赫数和驱动气体的比热比作为工况参数；
[0007]S2、在满足第一窗口观测位置的观测时间处于最大值时，根据已知的激波管内部运行的位移时间图像中区域4的比热比和区域3的马赫数以及激波管的驱动段的长度，求得第一窗口观测位置；
[0008]S3、根据已知的激波管内部运行的位移时间图像中区域2的气流马赫数、反射激波的马赫数、入射激波的马赫数和所述第一窗口观测位置以及区域2和区域1中的声速比，求得激波管的被驱动段的长度；
[0009]S4、预设第二窗口观测位置的观测时间，根据已知的激波管内部运行的位移时间图像中区域2和区域5处的声速和气流速度、所述反射激波的马赫数、所述第一窗口观测位置和所述激波管的被驱动段的长度，求得第二窗口观测位置；以及
[0010]S5、改变所述工况参数，求得满足各个所述工况参数下，第一窗口观测位置和第二窗口观测位置的范围值。
[0011]根据本公开的实施例，在S2中，所述第一窗口观测位置(200)的计算公式一为：
[0012][0013]其中，X
c
第一窗口观测位置；L是激波管的驱动段的长度；M3是区域3的马赫数；γ4是区域4的比热比。
[0014]根据本公开的实施例，在S3中，所述激波管的被驱动段的长度的计算公式二为：
[0015][0016]其中，X
D
激波管的被驱动段的长度；M
r
为反射激波的马赫数；M2是区域2的马赫数；M
s
是入射激波的马赫数；a
21
是区域2和区域1中的声速比。
[0017]根据本公开的实施例，在S4中，所述第二窗口观测位置的计算公式三为：
[0018][0019]其中，Δt2第二窗口观测位置的观测时间；X
c
第一窗口观测位置；X
F
第二窗口观测位置；X
D
激波管的被驱动段的长度；a2和a5分别是区域2和区域5中的声速；u2和u5分别是区域2和5中的气流速度；M
r
为反射激波的马赫数；M
s
是入射激波的马赫数。
[0020]根据本公开的实施例，在S2中，根据激波管内部运行的位移时间图像，分析所述激波管的驱动段的长度、所述激波管的被驱动段的长度、所述第一窗口观测位置的观测时间和所述第二窗口观测位置的观测时间之间的规律，反射稀疏波、接触面和反射激波相交时即第一窗口观测位置处，第一窗口观测位置的观测时间处于最大值，相关计算公式四：
[0021][0022]其中，Δt1第一窗口观测位置的观测时间；X
c
第一窗口观测位置；M
s
是入射激波的马赫数；γ1是区域1的比热比；a1是区域1中的声速。
[0023]根据本公开的实施例，还包括采样端口的位置与所述第二窗口观测位置相同。
[0024]根据公开的用于激波管双窗口定位的操作方法，通过分析不同工况参数下激波内部运行的位移时间图像，根据激波管的驱动段的长度、激波管的被驱动段的长度求得第一窗口观测位置、范围和第二窗口观测位置、范围，使激波管上的双窗口开设位置便于观测和信息采集，范围适中，减小对实验影响的同时，能够获得更多信息，提供详细的形态数据集。
附图说明
[0025]图1是根据本专利技术实施例的激波管的剖视图；
[0026]图2是根据本专利技术实施例的激波管内部运行的位移时间图像。
[0027]附图标记
[0028]100、激波管；
[0029]101、端臂；
[0030]102、隔膜；
[0031]103、驱动段；
[0032]104、被驱动段；
[0033]200、第一窗口观测位置；
[0034]300、第二窗口观测位置。
具体实施方式
[0035]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术作进一步的详细说明。
[0036]在此公开本专利技术结构实施例和方法的描述。应当了解，这并不意图将本专利技术限制在特定公开的实施例中，本专利技术可以通过使用其它特征，元件、方法和实施例来加以实施。不同实施例中的相似元件通常会标示相似的号码。
[0037]在相关技术中，侧壁成像通常采用在矩形激波管100中进行平面开窗或整个试验段设计成圆柱形透镜的开窗方式，端壁成像通常采用内窥镜的方式。然而，平面开窗经常会在激波管100圆形截面到方形截面的过渡中产生预期之外的压力、稀疏波和冷热点，而采用圆柱形透镜的开窗方式会导致整体承压下降，对实验有不利影响，因此视窗的范围要适中。然而单一的侧壁成像或端壁成像都存在局限性，侧壁成像和端壁成像同时进行，在激波管100上设置双窗口能够获得更多信息，提供详细的形态数据集。然而，激波管100的双窗口的开设位置和范围不易确定，窗口设置非常依赖经验，极其缺乏理论支撑和指导。
[0038]本专利技术实施例提出一种用于激波管100双窗口定位的操作方法，包括以下步骤：
[0039]步骤S1、预设激波管100内入射激波的马赫数和驱动气体的比热比作为工况参数；
[0040]步骤S2、在满足第一窗口观测位置200的观测时间处于最大值时，根据已知的激波管100内部运行的位移时间(x
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t)图像中区域本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激波管双窗口定位的操作方法，包括以下步骤：S1、预设激波管(100)内入射激波的马赫数和驱动气体的比热比作为工况参数；S2、在满足第一窗口观测位置(200)的观测时间处于最大值时，根据已知的激波管(100)内部运行的位移时间图像中区域4的比热比和区域3的马赫数以及激波管(100)的驱动段(103)的长度，求得第一窗口观测位置(200)；S3、根据已知的激波管(100)内部运行的位移时间图像中区域2的气流马赫数、反射激波的马赫数、入射激波的马赫数和所述第一窗口观测位置(200)以及区域2和区域1中的声速比，求得激波管(100)的被驱动段(104)的长度；S4、预设第二窗口观测位置(300)的观测时间，根据已知的激波管(100)内部运行的位移时间图像中区域2和区域5处的声速和气流速度、所述反射激波的马赫数、所述第一窗口观测位置(200)和所述激波管(100)的被驱动段(104)的长度，求得第二窗口观测位置(300)；以及S5、改变所述工况参数，求得满足各个所述工况参数下，第一窗口观测位置(200)和第二窗口观测位置(300)的范围值。2.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，在S2中，所述第一窗口观测位置(200)的计算公式一为：其中，X
c
第一窗口观测位置(200)；L是激波管(100)的驱动段(103)的长度；M3是区域3的马赫数；γ4是区域4的比热比。3.根据权利要求1所述的操作方法，其特征在于，在S3中，所述激波管(100)的被驱动段(104)的长度的计算公式二为：其中，X
D
激波管(100)的被驱动段(104)的长度；M
r
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昆，白世杰，王留红，张保海，杨丽，
申请(专利权)人：徐州汉尚新能源科技有限公司，
类型：发明
国别省市：