翼型边界层转捩热∕油膜及红外测量技术的对比

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1、第45卷第6期2013年12月南京航南尿舰JournalofNanjingU空nlV航天大学学报ersityofAeronautics&Astronautics翼型边界层转捩热／油膜及红外测量技术的对比董昊耿玺陆纪椿(南京航空航天大学航空宇航学院，南京史志伟。210016)V01．45No．6Dec．2013摘要：边界层转捩特性的测量，对高性能飞行器的设计具有重要意义。文中在低速来流条件下，应用热膜、油膜干涉和红外测量技术，对二元层流翼型的自然转捩特性进行了实验研究，分析比较了各种测试方法之间的相互联系和差异。研究结

2、果表明：3种测量方法均能明确地给出翼型边界层的自然转捩区域，特别是油膜干涉测量技术还可以得到定量的摩擦应力值。但3种测试技术各有优缺点，要根据实际澳J试条件进行选择或综合应用，并可将其应用于低速流动的边界层转捩特性测量中。关键词：翼型；转捩；热膜；油膜干涉；红外测量中图分类号：V211．7文献标志码：A文章编号：1005—2615(2013)06—0792—05ComparativeInvestigationonHotFilm，OilFilmandInfraredMeasurementTechniquesofAirf

3、oilBoundaryLayerTransitionDongHao，GengXi，L“Jichun，ShiZhiwei(CollegeofAerospaceEngineering。NanjingUniversityofAeronautics&Astronautics，Nanjing，210016，China)Abstract：Theboundarylayertransitionmeasurementissignificantforthedesignofhighperformanceairvehicles．Thenat

4、uralboundary1ayertransitioncharacteristicsof1aminarairfoilareinvestigatedbyusingdifferentmeasurementmethods，whicharehot—filmmeasurement，oil—filminterferometrymeasurementandinfraredimagemeasurement，intheconditionoflow—speedfree—stream．Andthenthecomparisonresults

5、ofrelationshipanddiversityofthethreemeasurementmethodsaregiven．Theresultsshowthatallthethreemethodscanmeasurethelocationoftransition，especiallytheoil—filminterferometrymeas—urementcangivethequantitativevalueofskinfriction．Whilethethreemethodshaveadvantageandim—

6、perfectionandshouldbechosenbasedonthepracticaltestconditionsorusedcomprehensively。ThesemethodsalsocanbeusedinthemeasurementoflOW—speedboundarylayertransition．Keywords：airfoil；transition；hotfitm；oil—filminterferometry；infraredimagemeasurement转捩现象至今仍是流体力学研究的难题之一。

7、由于转捩过程十分复杂，其包含了层流失稳、T—S波的出现和放大、三维扰动的发展和流向涡的形成、流动二次失稳产生高频振荡和湍流斑、湍流斑扩大并发展为完全湍流等一系列复杂的非定常流动现象，这些现象会导致转捩区的速度脉动、压力脉动和热传导率等物理量出现显著变化[1。2]，研究人员正是基于这些特点对转捩现象进行诊断或显示。对于转捩的测量有多种测量方法，如静压管、Stanton管、升华法[3]、油膜干涉法[3‘6]、红外测量法睁91及热膜测量法n叼等。这些方法都能够应用于对转捩区域的测量，并且均能获得结果，但不同测量方法得到的结

8、果有所差异[3]。目前，对于相同转捩问题的不同测量方法之间的对比分析还较少。文中在低速风洞中，应用热膜测量技术、油膜干涉测量技术和红外热成像技术，开展了相同来流基金项目：国家自然科学基金(11302102)资助项目。收稿日期：2013—08—15；修订日期：2013—10—15通信作者：董吴，男，讲师，1983年出生，E-mail：dongha