[发明专利]一种“3+4+5”米字耙流量计测点布置方法

说明书

本发明专利公开了一种“3+4+5“米字耙流量计测点布置方法，具体涉及实验空气动力学技术领域，包括如下步骤：进气道椭圆截面出口布置有米字耙流量计，每根垂直测量排架的3个四等分点上等间距布置3个总压测点，每根倾斜测量排架的4个五等分点上等间距布置4个总压测点，每根水平测量排架的5个六等分点上等间距布置5个总压测点；米字耙流量计的中心布置1个总压测点，测量排架的中心线与椭圆截面出口的交点处分别布置1个静压测点。采用本发明技术方案解决了现有的椭圆截面流量计测点布置方法会导致近壁面测点测量结果不准确、中心测点难以布置的问题，可用于进气道椭圆截面出口流量的精确测量。

技术领域

本发明涉及实验空气动力学技术领域，特别涉及一种“3+4+5“米字耙流量计测点布置方法。

背景技术

飞行器的进气道采用椭圆截面出口设计，可使飞行器结构紧致、设计灵活，同时可与前体及燃烧室容易一体化，因此在高超声速飞行器设计中使用越来越频繁。进气道的出口流量是与高超声速飞行器发动机匹配的重要指标，同时也是进气道设计校核、性能评估及数值计算方法检验的重要途径。

对于采用椭圆截面出口设计的进气道，其流量测量通常采用米字耙流量计，目前公开的米字耙流量计测点布置方法有两种：一是在进气道的出口处采用5×8测点等面积分布方法，将进气道出口椭圆截面分割成5×8个彼此互不重叠、互无间隙的区域单元，利用米字耙流量计在每个区域单元的面积中心布置总压测点；二是在进气道的出口处采用41测点等距分布，利用米字耙流量计的8个耙位将椭圆截面出口的面积八等分，8个耙位的中心交点布置1个皮托压测点，每个耙位上沿径向等距布置5个皮托压测点，米字耙流量计共设置41个皮托压测点。

上述两种测点布置方法主要存在以下不足之处：当进气道出口的椭圆截面尺度较小时:一是靠近壁面的测点易与壁面产生激波/边界层干扰，进而影响测量结果的准确性；二是椭圆截面短半轴布置的测压管容易发生气动干扰且易堵塞流道，特别是中心点的固定往往因几何干涉而难以加工与安装。

因此，米字耙流量计的测点布置是进气道椭圆截面出口流量测量的关键所在。

发明内容

本发明意在提供一种“3+4+5“米字耙流量计测点布置方法，解决了现有的测点布置方法会导致测量结果不准确、测点几何干涉、测点易于堵塞流道的问题。

为了达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种“3+4+5“米字耙流量计测点布置方法，包括如下步骤：

S1、进气道椭圆截面出口布置有米字耙流量计，米字耙流量计上布置有与椭圆截面短半轴重合的2根垂直测量排架和与椭圆截面长半轴重合的2根水平测量排架，米字耙流量计上还布置有4根分别位于椭圆截面四个象限的倾斜测量排架；

S2、步骤S1的每根垂直测量排架的3个四等分点上等间距布置3个总压测点，每根倾斜测量排架的4个五等分点上等间距布置4个总压测点，每根水平测量排架的5个六等分点上等间距布置5个总压测点；

S3、步骤S1的每根垂直测量排架、倾斜测量排架和水平测量排架的相交处(即进气道椭圆截面出口的中心)布置有1个总压测点；

S4、步骤S1的每根垂直测量排架、倾斜测量排架和水平测量排架的中心线与进气道椭圆截面出口的交点处布置有1个静压测点。

进一步的，倾斜测量排架的中心线与进气道椭圆截面长半轴的夹角通过如下公式确定：

θ＝arctan(b/a)，0＜θ＜π/2。

进一步的，测点布置方法的数据处理方法包括如下步骤：

第一步、获得测点数据：

从米字耙流量计测量排架上获得32个测点的总压值，从米字耙流量计的中心测点获得1个总压值，从进气道的椭圆截面出口的静压测点获得8个壁面静压值；