一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法技术

一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，尤其指一种应用于高超声速风洞中的飞行器大曲率全表面壁面摩擦阻力测量方法。针对剪敏液晶涂层摩阻测量技术在高超声速风洞中，由于同一车次模型攻角变化和模型表面曲率变化时引起的强反光现象导致的测量数据缺失问题，基于光度立体视觉原理，结合剪敏液晶涂层喷涂形成的非朗伯反射体表面特性，搭建适用于风洞现场测量复杂环境的光场，获取高质量、高清晰度、显色性好的液晶摩阻二维彩色图像，进而通过事先地面标定数据，解算出精确的摩阻量值分布。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，尤其指一种应用于高超声速风洞中的飞行器大曲率全表面壁面摩擦阻力测量方法。

技术介绍

1、随着航天科技的快速发展，高超声速飞行器的飞行高度、飞行马赫数日益增加，摩擦阻力在飞行器总阻的占比越来越高，可达50％以上，对飞行器设计有着举足轻重的影响，要准确预测飞行器的空气动力学特性，必须准确预测飞行器的摩擦阻力。作为一种光学非接触测量技术，剪切敏感液晶(shear-sensitive liquid crystal，sslc)涂层技术，因其方便使用、响应速度快、空间分辨率高、壁面摩擦阻力变化视觉效果显著等特点，引起了越来越多的国内外学者关注。

2、虽然国内外学者在剪敏液晶用于壁面摩擦阻力测量方面做了许多重要的工作，包括色相-摩阻精细标定、多相机采集系统结构优化、测量简化平面模型等，但该技术同样具有一些不容忽视的技术难点。和众多光学非接触测量技术一样，sslc技术测量摩阻受到诸多参数的影响，如摩擦力方向、光照方向和强度、相机观察方向等，导致在风洞的复杂环境下，应用尚未完全成熟。随着高超声速飞本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，其特征在于，对于喷涂完剪敏液晶涂层的试验模型，使用αl＝90°垂直入射白色光源照射，对于平面模型，观察角度αc＝45°，改变模型的攻角αAOA＝0°～40°，用人眼和彩色相机观察是否会出现高光引起的过曝光现象，并统计出现高光现象的百分比p；对于曲率变化大于预设值的非平面模型，从观察角度αc＝45°用人眼和彩色相机观察，对是否出现高光现象进行区域统计，获取高光区域占比q；对于p、q，当p||q>20％时，继续后续步骤；反之...

【技术特征摘要】

1.一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，其特征在于，对于喷涂完剪敏液晶涂层的试验模型，使用αl＝90°垂直入射白色光源照射，对于平面模型，观察角度αc＝45°，改变模型的攻角αaoa＝0°～40°，用人眼和彩色相机观察是否会出现高光引起的过曝光现象，并统计出现高光现象的百分比p；对于曲率变化大于预设值的非平面模型，从观察角度αc＝45°用人眼和彩色相机观察，对是否出现高光现象进行区域统计，获取高光区域占比q；对于p、q，当p||q>20％时，继续后续步骤；反之，则终止。

3.根据权利要求2所述的一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，其特征在于，通过布置垂直入射白色光源入射角度αl＝-45°、观察角度αc＝45°，调节光源的亮度l从0～100％，采用彩色相机获取平面模型图像，将图像转换至hsv色彩空间，获取亮度信息v随l的变化数据，采用多项式拟合方式得到v＝f(l)，当拟合参数中一次项参数a1＞＞a2～n的其它次项参数，则剪敏液晶涂层表面近似呈现出镜面反射特性，结合镜面双向反射分布函数及漫反射双向反射分布函数计算其最终亮度分布，抑制其镜面反射带来的强反光现象。

4.根据权利要求3所述的一种适用于高速风洞大曲率模型表面的液晶摩阻测量方法，其特征在于，根据镜面双向反射分布函数，以及风洞试验段、喷管、模型的三维空间位置关系，将光源布置在视场角边缘视线和镜面反射线之外，同时计算相机的视场角边缘视线，保证相机的视场角和视线均不被遮挡，获取完整模型彩色图像i且不出现高光导致的强反光现象；基于此，改变模型的攻角，使得光源的布局位置始终处在w形视场的视场角边缘视线和镜面反射线之外，形成摩阻测量系统的第一空间布局。

5.根据权利要求4所述的一种适用于高...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈勇富，文帅，宋华振，肖翔，刘春风，纪锋，陈星，董晓航，王晶，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：