失速短艙進氣道內的流動研究：SPIV測量和時間平均靜壓測量
(論文部分內容摘抄)
在空中交通日益增加的時代，需要可靠的數值代碼來計算機翼和艙室失速。此外，飛行包絡邊緣的擴張對工業和工程科學來說是一項具有挑戰性的任務。德國研究小組1066”機和艙室失速模擬”正在為飛機外殼邊緣的飛行開發不同的數值代碼。
數值模型的開發需要驗證實驗。因此，在德國聯邦國F軍慕尼黑大學的流體力學和空氣動力學研究所開發并研究了冷流式機艙。調查重點是飛機起飛和降落階段(即低速和高攻擊角度)。在這個飛行階段，在進氣道的前部形成了一個流分離氣泡。壓力系數cp在主流方向上相對于x坐標標繪。靜壓是在機艙的中間部分測量的，在弦長的0%到60%之間。在19°時，邊界層仍然附著，而在23°時，湍流分離已經形成。分離區的特點是壓力的平臺。
這種分離是一種高度不穩定的現象。旋渦形成并向下游脫落。因此，與壓縮機的相互作用是可能的。渦流可以擊中葉片，局部改變葉片的攻角。
所介紹的測量技術是靜態壓力測量和立體顆粒圖像測速(SPIV)。此外，還對進氣口此外，在湍進行了時間分辨壓力測量，以獲得靜壓的波動，并檢測渦流與艙室之間的相互作用。流分離氣泡區域附加螺紋以確定進氣口中的流動的對稱性。后一種方法的結果表明，在大多數情況中，流動可以被認為是對稱的。
對于上述SPIV實驗，在距離視野約1.3m的測試區上方安裝了兩臺高速CMOS攝像機（德國pco.dimax型號高速相機）。空間分辨率降低到2016像素x 704像素。在這種分辨率下，這臺相機的雙幀模式下的高幀速率模式--因為它是傳統PIV所需要的--是1800赫茲。在這種模式下，相機以兩倍的頻率(即3600 Hz)獲取單個圖像。
在這些測量中，只利用高頻率來獲取渦旋發生器的單個周期(500毫秒)，以實現高峰值時間分辨率。然而，本文提出的SPIV結果對應于在1000赫茲和500赫茲的幀速率在雙幀模式中獲得的數據。沿著主氣流方向的平面中的測量是以較高的幀速率進行的，而垂直于機艙滾轉軸(x軸)的平面中的測量是以較低的幀速率進行的。速率的減少是為了縮短數據從攝像機的內部存儲器到計算機的傳輸時間。另外，為了增加測量時間，在雙式下，在100 Hz的頻率下采集了兩部分渦旋發生器穩態的測量值。
本文介紹了SPIV測量和時間平均靜壓測量。這些測量的動機是研究大氣畸變對艙內附著流和分離流的影響。這些實驗作為一個驗證數據庫，以便開發復雜的數值模型，計算飛行包絡邊緣的流速。測量是在大攻角和低雷諾數下進行的。所研究的型是一個通用的軸對稱流通機艙。艙室的邊界層載荷與起飛和隆落時和高質量流速時的動力噴氣式進氣口相似。為了模擬大氣風暴，在艙室上游的試驗段中，一個傾斜翼型會產生扭曲。這些變形被判斷為對入口分離具有關鍵影響，因為流分離氣泡在軸向和徑向方向上由于與逆時針旋轉渦流的相互作用而增大，旋渦的旋轉增加了短艙的迎角。在SPIV視場中，在艙室前緣下游的反向向量與所有向量的比率表明，反向流動區域主要增加。相互作用后，反向矢量的比值低于渦撞擊前的水平。渦旋發生器的機翼誘導的速度導致艙室逆流區域的減少。近壁區的脈動速度增加，而渦與機艙相互作用，渦流與風洞中的自由氣流速度對流。非定常壓力測量的驗證以及時間分辨的 SPIV驗證將表明渦流脫落是否也受到扭曲的影響。此外，順時針旋轉渦對流動的影響必須調查。
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