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题名实用化壁面切应力测量技术的综述与展望
被引量：7
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作者
高南
刘玄鹤
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机构
大连航华科技有限公司
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出处
《空气动力学学报》
CSCD
北大核心
2023年第3期1-24,I0001,共25页
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基金
国家自然基金项目(12172111,91752101)。
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文摘
本文围绕“实用化”这一主题对低速条件下常用的壁面切应力测量方法进行综述。实用化壁面切应力测量技术指的是能够方便、可靠、经济地测量运载工具局部摩阻的方法。具体包括天平法、近壁速度法、普莱斯顿管法、图像法、热膜法等。在实用化过程中,现有的测量方法展现出各自的优缺点,其中缺点包括:不便于安装、使用与维护;传感器对运载工具姿态、振动、加速度、温度变化等因素有过大的响应;传感器无法标定或标定结果不唯一;传感器结构强度弱、易损坏、易被污染或易氧化变性;传感器昂贵导致无法实现大规模部署,等等。这些缺点限制了实际应用。本文分析了多种方法的特点和局限性,介绍了应用案例,并评估了实用化潜力。本文重点介绍了新型双层热膜摩阻测量技术。该技术利用一种具有上、下两层金属膜的双层“三明治”热膜传感器测量壁面切应力,两层热膜在相同的温度下协同工作,这样下层热膜“封堵”了上层热膜产生的热量,使其仅传给流体,进而解决了困扰该技术发展的热损失问题。该方法可根据上层热膜的发热量直接计算壁面切应力的大小,这一“免标定”特性提高了测量的便利性及可靠性,令其具有良好的实用化前景。
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关键词
摩阻测量
MEMS传感器
微型天平
热膜传感器
免标定
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Keywords
skin friction measurement
MEMS sensor
miniature force balance
hot-film sensor
calibration-free
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分类号
O357.43
[理学—流体力学]
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题名免标定热线风速测量方法的初步研究
被引量：2
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作者
高南
刘玄鹤
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机构
新布伦瑞克大学机械工程系
大连航华科技有限公司
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出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2023年第5期1-8,共8页
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文摘
本文通过实验方法研究了直径5μm圆柱与来流之间的对流换热规律。实验结果表明:传热努塞尔数经温度修正后与雷诺数的0.45次方成线性关系。根据该关系,本文提出了一种免标定的热线风速测量方法。该方法的核心是利用恒温热线风速仪记录热线探头产生的热量,并根据来流气温等参数直接计算风速。与现有热线测量技术相比,该方法对来流温度变化不敏感,且可实现免标定直接测量,使用便利性得到了提升。利用本文提出的新方法对均匀来流、湍流边界层、钝体绕流等流动进行验证实验,发现测量结果与真实值存在4%~23%的偏差。这些差异可能与探头大小、冷态电阻测量、导线电阻和接口接触电阻等多种因素相关。因此,本文提出的免标定热线风速测量方法具有发展潜力,但仍有一些技术细节需要解决。
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关键词
热线风速仪
流速测量
恒温电桥
免标定
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Keywords
hot-wire anemometry
velocity measurement
constant-temperature anemometry
calibration-free
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分类号
V7
[航空宇航科学技术]
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