[发明专利]基于核磁共振成像系统的流动测量实验装置及实验方法

权利要求书

1.一种基于核磁共振成像系统的流动测量实验装置，其特征在于，包括主回路管路、旁路管路和核磁共振成像系统；其中，

在所述主回路管路上设置有相互连通的第一储液箱(1)和测试段(4)，所述测试段(4)放置于所述核磁共振成像系统中，所述测试段(4)中设置有复杂结构安装位(10)，所述复杂结构安装位(10)位于所述核磁共振成像系统的扫描区中；

所述旁路管路连接在所述第一储液箱(1)和所述复杂结构安装位(10)之间；

所述主回路管路用于向所述复杂结构安装位(10)安装的复杂结构的外部提供静止状态的液体和流动的外部扰流流场；

所述旁路管路用于向所述复杂结构的内部提供静止状态的液体和流动的三维流场；

所述核磁共振成像系统用于当所述复杂结构的外部和内部均为静止状态的液体时，对所述扫描区施加强度有空间梯度变化的射频激励磁场，并记录第一核磁共振信号，根据所述第一核磁共振信号得到所述复杂结构的每个位置处的第一相位Φ₀；当所述复杂结构的外部为流动的外部扰流流场且所述复杂结构的内部为流动的三维流场时，对所述扫描区施加所述射频激励磁场，并记录第二核磁共振信号，根据所述第二核磁共振信号得到所述复杂结构的每个位置处的第二相位Φ，以根据所述第一相位Φ₀和所述第二相位Φ计算得到所述复杂结构的三维全场速度；

其中，所述复杂结构包括带内部冷却通道和气膜冷却结构的航空发动机涡轮叶片。

2.如权利要求1所述的基于核磁共振成像系统的流动测量实验装置，其特征在于，所述测试段(4)包括依次连接的入口段(41)、扩张段(42)、第一收缩段(43)、发展段(44)、实验段(45)、第二收缩段(46)和出口段(47)；其中，

在沿所述入口段(41)至所述出口段(47)的方向上，所述扩张段(42)的直径逐渐增大，所述第一收缩段(43)的直径逐渐减小，所述发展段(44)和所述实验段(45)的直径均保持不变；

所述复杂结构安装位(10)设置在所述实验段(45)的底部，用于使所述复杂结构从所述复杂结构安装位(10)嵌入所述实验段(45)中以将所述主回路管路和旁路管路连通。

3.如权利要求2所述的基于核磁共振成像系统的流动测量实验装置，其特征在于，所述测试段(4)还包括流储舱(48)，所述流储舱(48)安装在所述实验段(45)的底部且所述流储舱(48)的顶部设置有所述复杂结构安装位(10)；

所述旁路管路连接在所述第一储液箱(1)和所述流储舱(48)之间。

4.如权利要求2所述的基于核磁共振成像系统的流动测量实验装置，其特征在于，所述主回路管路上还设置有第一机械泵(2)、第一阀门(3)和第二阀门(5)，其中，

所述第一机械泵(2)设置在所述第一储液箱(1)和所述入口段(41)之间；

所述第一阀门(3)设置在所述第一机械泵(2)和所述入口段(41)之间；

所述第二阀门(5)设置在所述第一储液箱(1)和所述出口段(47)之间。

5.如权利要求4所述的基于核磁共振成像系统的流动测量实验装置，其特征在于，所述旁路管路上依次设置有相互连通的第三阀门(6)、第二储液箱(7)、第二机械泵(8)和第四阀门(9)，且所述第三阀门(6)位于所述旁路管路上靠近所述第一储液箱(1)的一端。

6.如权利要求5所述的基于核磁共振成像系统的流动测量实验装置，其特征在于，所述第一阀门(3)和所述测试段(4)之间还设置有第一流量计(11)，所述第四阀门(9)和所述测试段(4)之间还设置有第二流量计(12)。