红外成像技术在金属模型转捩测量中的应用

金属材料由于传热快,温度在短时间内容易达到热平衡。因此,用红外热像仪测量金属模型转捩难度大。在中国空气动力研究与发展中心(CARDC)3.2 m低速风洞中,采用在金属模型表面喷涂隔热涂料的方法,用红外热像仪测量旋翼翼型的温度分布,通过温度跃变判断转捩位置。一般情况下,红外热像仪放置在试验段某个位置固定不动。模型改变攻角时,需要转动模型支撑机构,这样会造成红外图像中的模型位置发生改变,不利于比较不同攻角下的转捩位置。为解决该问题,在模型转动平台上设计了红外热像仪固定装置,实现了红外热像仪与模型的同步转动,解决了模型不同攻角状态下模型外形成像的差异问题。红外图像与实物坐标对应更为准确,获得的模型转捩位置更为精准。     

风力机翼型动态失速等离子体流动控制数值研究

针对动态失速引起的风力机翼型气动性能恶化的问题,本文基于动网格和滑移网格技术, 开展了大涡模拟数值计算研究,探索了非定常脉冲等离子体的动态流动控制机理. 结果表明,等离子体气动激励能够有效控制翼型动态失速, 改善平均和瞬态气动力,减小力矩负峰值和迟滞环面积. 压力分布在等离子体施加范围内出现了负压"凸起",上翼面吸力峰值明显增大.脉冲频率和占空比这两个非定常控制参数对流动控制影响显著,无因次脉冲频率为1.5时等离子体控制效果较好,占空比为0.8时即可接近连续工作模式下的气动收益. 翼型深失速状态,等离子体促使流动分离位置明显向后缘移动, 抵抗了大尺度动态失速涡的发生,分离涡结构破碎耗散、重新附着, 涡流影响范围减小; 浅失速状态,等离子体激励具有较强的剪切层操纵能力, 诱导了翼型边界层提前转捩,促进了与主流的动量掺混. 等离子体气动激励诱导出前缘附近贴体翼面"涡簇",起到了虚拟气动外形的作用.不同尺度、频域的动态涡结构与等离子体气动激励的非线性、强耦合作用导致了气动力/力矩的谐波振荡.