[发明专利]一种获得跨声速风洞堵塞干扰因子的方法

说明书

本发明公开了一种获得跨声速风洞堵塞干扰因子的方法，基于外形相同，缩比不同的大尺度模型和小尺度模型实现，所述方法包括：在两套模型若干个相同位置分别标注测点；然后在风洞中进行定马赫数变迎角测压试验，得到两套模型各标注测点在不同迎角下的压力系数；进行马赫数插值，得到名义马赫数状态下的压力系数；从小尺度模型名义马赫数状态下的压力系数中选取压力系数随迎角变化最小的k个点，k不小于3；从大尺度模型选取与小尺度模型相同位置的k个点，计算这k个点在大尺度模型与小尺度模型对应的压力系数的差量；结合小扰动方程，根据压力系数的差量得到k个堵塞干扰因子，求取平均值得到当前试验状态下大尺度模型的堵塞干扰因子。

技术领域

本发明涉及实验空气动力学领域，尤其涉及一种获得跨声速风洞堵塞干扰因子的方法。

背景技术

洞壁干扰是影响风洞试验数据质量的重要因素之一，按照干扰影响范围，洞壁干扰可以分为堵塞干扰和升力干扰两部分，分别对来流速度和模型迎角进行修正。由于堵塞干扰不仅影响试验数据的准度，还会导致试验段入口速度的畸变，因此堵塞干扰是影响风洞运行和试验数据质量的关键因素。目前国内外主要风洞试验机构多采用经典线性法或壁压修正法对堵塞干扰进行修正，但是这两种方法均存在较明显的缺点：经典线性法采用简单的线性边界条件模拟试验段壁板，进而采用数值方法计算堵塞干扰量，对于低速实壁或自由边界能够实现较好的修正效果，但对于跨声速风洞的孔壁、槽壁等透气壁板不适用，经典的无穿透和无滑移条件失效，无法准确获得透气壁板的堵塞干扰量；壁压信息法需要在模型试验的同时测得壁面压力分布作为边界条件，大幅增大了试验难度和成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术在数据修正准确性、工程应用可靠性方面存在的技术缺陷，提出了一种获得跨声速风洞堵塞干扰因子的方法。

为了实现上述目的，本发明提出了一种获得跨声速风洞堵塞干扰因子的方法，基于外形相同，缩比不同的大尺度模型和小尺度模型实现，所述方法包括：

在大尺度模型和小尺度模型若干个相同位置分别标注测点；

对标注测点后的大尺度模型和小尺度模型分别在风洞中进行定马赫数变迎角测压试验，得到两套尺度模型各标注测点在不同迎角下的压力系数；

对每套模型的压力系数均进行马赫数插值，得到名义马赫数状态下的压力系数；

从小尺度模型名义马赫数状态下的压力系数中选取压力系数随迎角变化最小的k个点，k不小于3；

从大尺度模型名义马赫数状态下的压力系数中选取与小尺度模型相同位置的k个点，计算这k个点在大尺度模型与小尺度模型对应的压力系数的差量；

结合小扰动方程，根据压力系数的差量得到k个堵塞干扰因子，求取平均值得到当前试验状态下大尺度模型的堵塞干扰因子。

作为上述方法的一种改进，所述小尺度模型的最大截面积不超过试验段横截面积的0.3％，大尺度模型截面积不超过试验段横截面积的1.0％。

作为上述方法的一种改进，所述计算这k个点在大尺度模型与小尺度模型对应的压力系数的差量；具体为：

计算这k个点在大尺度模型与小尺度模型对应的压力系数的差量ΔC_P,i为：

ΔC_P,i＝C_P1,i-C_P2,i，i＝1,2,…,k

其中，C_P1,i为从小尺度模型名义马赫数状态下的压力系数中选取压力系数随迎角变化最小的第i个点对应的压力系数，下标P1代表小尺度模型，C_P2,i为从大尺度模型名义马赫数状态下的压力系数中选取与小尺度模型相同位置第i个点对应的压力系数，下标P2代表大尺度模型。