风洞模型-支撑系统涡激振动测量与分析.pdf

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1、第28卷第5期实验流体力学VolI28。No．52014年1O月JournalofExperimentsinFluidMechanics0ct．，2O14文章编号：1672—9897(2014)05—0059—06doi：10．11729／sy1tlx2O13O091风洞模型一支撑系统涡激振动测量与分析朱博，王元兴，余永生(中国空气动力研究与发展中心设备设计及测试技术研究所，四川绵阳621000)摘要：以0．55m×0．4m低湍流航空声学风洞某模型及其支撑系统为研究对象，采用基于加速度传感器直接测量支撑系统和热线间接测量模型尾流相结合的方法，测量并分析了风洞模型一支撑系统的涡激振动模态，

2、给出了测量方案和数据处理方法。采用基于加速度传感器的功率谱分析方法，获得了模型一支撑系统的三阶振动频率分别为31．1、120．9和221．4Hz；采用基于加速度传感器的频域滤波和频域积分方法，提高了有效信号的信噪比，获得了模型一支撑系统振动的振型和振动节点位置；采用热线测量模型尾流分离涡脱落频率的方法，获得了模型一阶和二阶振动的尾流涡激频率分别为31．1和124．1Hz，并从测量尾流速度脉动量获得了模型振幅变化和抖振边界信息。实验结果表明，采用热线测量模型尾流从而分析模型振动的方法，有利于小尺度的模型振动测量，而且相对于加速度传感器装于模型表面的直接测量方法而言，对试验模型的绕流流场干扰

3、较小，为测量风洞试验模型的涡激振动模态提供了一种方法。关键词：模型一支撑系统；振动模态；尾流；涡激振动；热线风速仪中图分类号：TB936文献标识码：AVortex—inducedvibrationmeasurementandanalysisofmodel—stingsysteminwindtunnelZhuBo，WangYuanxing，YuYongsheng(FacilityDesignandInstrumentationInstitute，ChinaAerodynamicsResearchandDevelopmentCenter，MianyangSichuan621000，China

4、)Abstract：Longcantileverstingsthatsupportaerodynamicmodelsinwindtunnelsareapo—tentialsourceofvibrationproblemswhichwouldimpairthetestdataquality．Itisreportedinmanydocumentstousethemethodofsettingsensorsonmodelstomeasurevibrationsofthemodel-stingsystem，butsettingsensorsonsmal1modelsishardtorealize

5、．Inthispaper，a0．55m×0．4mlowturbulenceaeroacousticwindtunnelmodel—stingsystemisemployedastheexperimentalobject．accelerationsensorswhichdirectlymeasuretheequipmentvibrationandhotwireswhichindirectlymeasurethemode1wakearemadeuseofiointly．Thevortex-inducedvibrationmodelsofthesys—temaremeasuredandanal

6、yzed,Wakemeasurementbyhotwiretoacquirevibrationparametersofthemodelistried，andthismethodiseasytobeemploiedforsmallmodels．Atthesametime，themethodsofacceleratorsignalfrequencydomainfilteringandfrequencydomainintegrationisusedtoacquirevibrationmodelparametersofthemodel—stingforpurposeofcomparisonwit

7、hda—taofhotwire．ThismethodcouldimprovetheSNRofeffectivesigna1．Withthemethodofaccel—erationsensorspowerspectrumanalysis，threeordervibrationfrequenciesof31．1，120．9and221．4Hzofthesystemareacquired．Withthemethodoffrequency