[发明专利]一种风洞试验模型插入流场时间的测量方法

说明书

本发明涉及一种风洞试验模型插入流场时间的测量方法，步骤如下：1)在风洞喷管出口处内壁面上固定标记物；2)采用采集帧频为N的高速相机实时拍摄模型插入过程；3)统计模型与标记物撞击和模型到达流场中心停止之间的图像帧数；4)按照以上步骤重复三次，获得三次图像帧数统计数据的平均值n；5)计算获得模型插入时间t＝n/N。本发明可以精确获得模型进入流场的时间，精确可靠，为后续进行精确的模型表面热流辨识奠定基础。本发明对设备要求低，具有原理简单，操作方便，测量准确的优点。

技术领域

本发明涉及一种风洞试验模型插入流场的时间测量方法，属于试验测量技术领域。

背景技术

在常规高超声速风洞中进行模型表面热流测量试验中，模型表面热流辨识需要模型插入流场时间作为输入参数，模型插入流场的时间的精确测量是模型表面热流测量精度的保证。当前未见模型插入流场的时间测量方法。

发明内容

本发明解决的技术问题为：克服现有技术的不足，提供一种风洞试验模型插入流场时间的测量方法。

本发明解决的技术方案为：

一种风洞试验模型插入流场时间的测量方法，包括：

1)在风洞喷管出口处内壁面上固定标记物；

2)插入风洞试验模型，采用高速相机实时拍摄风洞试验模型插入过程，高速相机的采集帧频为N；

3)统计风洞试验模型与标记物撞击时刻和风洞试验模型到达流场中心停止时刻之间的图像帧数；

4)重复步骤2)-3)三次，获得三次图像帧数的统计数据n1、n2和n3；

5)根据三次图像帧数统计数据的平均值n和采集帧频N，利用公式t＝n/N计算得到风洞试验模型插入流场的时间t。

优选的，在风洞喷管出口处内壁面上固定的标记物为直的硬质物品，且标记物的宽度小于10mm，标记物长度方向平行于喷管轴线。

优选的，标记物固定在模型插入运动路径平面与喷管出口内壁面相交处，且靠近模型插入前初始位置一侧；其中模型插入运动路径平面为模型插入路径与模型中心轴线组成的平面。

优选的，标记物的部分长度伸出喷管出口，且位于风洞试验模型插入路径上，风洞试验模型插入路径与标记物的长度方向垂直。

优选的，高速相机的拍摄光路垂直于风洞试验模型插入路径，同时垂直于标记物的长度方向。

优选的，高速相机的采集帧频N大于1K。

优选的，高速相机的视场覆盖标记物以及风洞试验模型插入后在流场中心的位置。

优选的，步骤3)中，统计风洞试验模型与标记物撞击时刻和风洞试验模型到达流场中心停止时刻之间的图像帧数，方法如下：

风洞试验模型与标记物撞击时刻的图像帧数为n1s，风洞试验模型到达流场中心停止时刻的图像帧数为n1e，n1e-n1s即为风洞试验模型与标记物撞击时刻和风洞试验模型到达流场中心停止时刻之间的图像帧数。

优选的，风洞试验模型在插入机构控制下插入。

优选的，重复步骤2)-3)时，应保证插入机构控制参数和高速相机的采集帧频一致。

本发明与现有技术相比的优点在于：

本发明在喷管出口内壁面上固定直的硬质标记物，采用高速相机拍摄模型插入过程，统计模型与标记物撞击和模型到达流场中心停止之间的图像帧数，重复三次，可以精确获得模型进入流场的时间，精确可靠，为后续进行精确的模型表面热流辨识奠定基础。

附图说明

图1为试验测量布置示意图。