[发明专利]一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法

摘要

本发明公开了一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法，在激波风洞试验中，来流气体比热比是重要的物理量，对于空气，比热比随温度变化很小，可以获得来流马赫数，而对于混合气体，其难点在于比热比随温度变化可能较大，难以确定来流马赫数。在数值模拟中，一般取气体的比热比为定值，即等效比热比，这个取值对于流场参数计算非常关键，但该值的大小在文献和资料中差别很大，难以确定，本发明用试验和理论分析相结合的方法，获得了试验气体的等效比热比，为特殊气体来流试验研究，尤其是深空探测试验方法提供依据。

主权项

1.一种激波风洞中混合气体来流运行参数获得方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：在低压被驱动段前后夹好隔膜，使低压被驱动段形成封闭的空间，将n种混合气体分别n次充入低压被驱动段中，n为正整数，每次充入混合气体的质量分数不同，采集每次的来流总压Pe及皮托压力Ps；步骤2：根据如下方程，确定n次充入的混合气体对应的马赫数Ma和比热比r₁，其中，A为喷管出口面积，Acr为喷管喉道面积，i为正整数；步骤3：将步骤2中得到的n次充入的混合气体对应的比热比r₁代入如下方程，解得n种混合气体中每种气体的比热比r_i，其中，c_pi为定压比热容，c_vi为定容比热容，m_i为混合气体中每种气体的质量分数；步骤4：验证比热比r_i的正确性：选用以n+1种比例混合的n种气体，返回步骤1，并按照后续步骤，解得n+1种比例混合的n种气体中每种气体的比热比r_i′，若r_i′与r_i的偏差在2％以内，则认为比热比r_i准确，否则，调整的比值，返回步骤1重新计算、验证，直至将偏差控制在2％以内为止。