双目视觉技术在高超声速颤振风洞试验中的应用

以验证高超声速颤振风洞试验技术为目标,为了获取试验模型在风洞流场激励下的位移形貌,运用风洞试验的方法研究了某翼面模型的颤振特性。采用一种基于双目视觉系统的试验方法,系统主要由CCD相机、图像采集卡和控制计算机组成,通过立体视觉标定和数字图像处理技术解算出模型变形的形貌。试验结果表明,该方法应用成功,与CFD/CSD数值计算结果比对良好,验证了该技术在高超声速风洞试验中应用的可行性。     

钝前缘梯形翼高超声速风洞颤振试验

为了研究钝前缘翼面的高超声速颤振特性，获得典型翼面高超声速颤振参数以校验非定常气动力和CFD计算，采用具有简单结构动力学特性的钝前缘梯形翼模型，在中国航天空气动力技术研究院FD-07高超声速风洞进行了高超声速风洞颤振试验研究.模型为9 mm厚钝前缘梯形平板翼，采用夹层设计:中间层为钢板，提供模型主要刚度和质量特性；两侧为泡沫，起维形作用.试验模型采用悬臂支撑安装于风洞试验段，试验Mach数分别为4.95和5.95.试验固定Mach数，通过缓慢增加动压以使模型达到颤振临界点，采用小波时频谱分析时域响应，结果显示试验模型发生了弯扭耦合经典颤振.试验采用直接观测法获得了颤振动压、颤振频率和对应的试验密度、总温等颤振相关参数.采用壳单元建立了结构有限元模型，并采用统一升力面理论对模型进行了颤振计算分析，研究了气流密度、结构阻尼、Mach数对颤振计算的影响，并对试验结果与理论计算的偏差进行了讨论.分析认为，计算气流密度、计算结构阻尼、结构建模偏差、试验结果散布特性等因素均会构成计算值和试验值之间的偏差，但即便在计算中考虑上述因素，计算结果与试验值仍存在较大偏差.