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《基于光強的快速響應PSP動態(tài)測量技術(shù)及其應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、航空學報AclaAerOnauticaetAstrOnauticaSinicaMar．252014VOI．35NO．3607．623ISSN1000-6893CN11．1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaa．edu．cn基于光強的快速響應PSP動態(tài)測量技術(shù)及其應用高麗敏*，吳亞楠，胡小全，高杰，劉波西北工業(yè)大學動力與能源學院，陜西西安710072摘要：隨著空氣動力學的迅猛發(fā)展，氣動部件的結(jié)構(gòu)及流場越發(fā)復雜，流場非定常性產(chǎn)牛的影響不可避免，迫切需要對流動的非定常效應進
2、行深入認識。自20世紀90年代起，有關光學壓敏涂料(PsP)的動態(tài)測壓技術(shù)成為了實驗空氣動力學與高分子化學等領域的熱點研究方向。經(jīng)過近20年的發(fā)展，快速響應PSP的動態(tài)測量技術(shù)已有r突破性進步。本文從基于光強的快速響應壓敏涂料、動態(tài)測量設備、PSP動態(tài)測量方法及國外已開展的一些實驗研究等方面出發(fā)，系統(tǒng)論述了近20年來基于光強的快速響應PSP動態(tài)測量技術(shù)的發(fā)展與應用。研究結(jié)果表明，快速響應PsP動態(tài)測量技術(shù)在非定常流場測量應用中有著巨大潛力，可成為深入認識航空領域復雜動態(tài)流場的有效技術(shù)手段。關鍵詞：壓敏
3、涂料；非定常流場；快速響應PsP；響應頻率；相位鎖定中圖分類號：V231．3文獻標識碼：A文章編號：1000—6893(2014)03一0607—17始于20世紀80年代的光學壓敏涂料(Pres—sureSensitivePaint，PsP)測量技術(shù)¨]，將高分子化學、光學等多個學科的最新研究成果相結(jié)合，利用某種高分子化合物在特定波長光的照射下發(fā)生量子能量躍階的“光致發(fā)光”(Photolumines—cence)效應和返回基態(tài)的“氧猝滅”(OxygenQuenching)現(xiàn)象，通過建立發(fā)光強度和流場壓
4、力的對應關系，與計算機技術(shù)相結(jié)合，從而實現(xiàn)表面連續(xù)壓力場的無侵入式定量測量，是與現(xiàn)代計算機技術(shù)相結(jié)合的新一代流動顯示技術(shù)。目前，PsP穩(wěn)態(tài)測量技術(shù)已在國內(nèi)外得到了廣泛應用：俄羅斯中央空氣流體動力研究院(TsAGI)、美國國家航空航天局(NASA)、法國宇航院(0NERA)及日本宇宙航空研究開發(fā)機構(gòu)(JAXA)等口。83都配置了相應穩(wěn)態(tài)PSP測試設備，并進行了大量的穩(wěn)態(tài)流場的測量。在國內(nèi)，以沈陽空氣動力研究所凹刪和西北工業(yè)大學口1”一為代表的與航空相關的單位也開展了相應研究。大量研究結(jié)果已充分展示了PS
5、P測量技術(shù)在穩(wěn)態(tài)流場全域壓力測量的優(yōu)勢。然而，隨著空氣動力學的迅猛發(fā)展，氣動部件的結(jié)構(gòu)及其流場也越發(fā)復雜，流場隨時間變化的非定常特性日益突出，這對空氣動力部件的氣動性能、穩(wěn)定運行以及環(huán)境噪聲等產(chǎn)生了重要影響，流動的非定常效應已成為進一步提高氣動部件綜合性能的瓶頸之一，對非定常流場深入認識已經(jīng)成為當務之急。有關PSP的動態(tài)測壓技術(shù)也成為實驗空氣動力學與高分子化學等領域的熱點研究方向?？焖夙憫狿SP動態(tài)測量技術(shù)的研究始于20世紀90年代。1995年左右，美國和俄羅斯幾乎同步啟動了有關PSP動態(tài)測量技術(shù)的研
6、究[13?！癩。隨后，有關PSP動態(tài)測量技術(shù)研究主要由以Pur—due大學為代表的美國科研工作者開展。2004年收稿日期：2013—10．08；退修日期：2013．12．25；錄用日期：2014—01—23；網(wǎng)絡出版時間：2014．02．1211：12網(wǎng)絡出版地址：wwwcnkjnet／kcms／detail／S1000·6893．20130532htmI基金項目：國家自然科學基金(51076132)*通訊作者．Tel．；029—88495022E·mail：gaoIm@nwpueducn戢焉格武lG
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11、aAemna確caetAst，o—naullcas{nica．2014，35(3)：607·623．高麗敏．吳亞楠，葫小全，等?基f光強的快速響應PsP動態(tài)游量技術(shù)及其應甩iJ]．航空學報．2014．35(3)：607—623．航空學報Mar．252014VOI．35NO．3之后，日本、法國等國也開始了相關研究口。8’15_18]，發(fā)表了一系列關于
12、快速響應壓敏涂料研制的論文[19。22I。隨著國內(nèi)航空工業(yè)的迅速發(fā)展以及對穩(wěn)態(tài)PSP技術(shù)研究方面所取得的進展，中國科學院化學研究所于2005年啟動了有關快速響應PSP的研制工作[2。2?，西北工業(yè)大學在PSP測量技術(shù)穩(wěn)態(tài)測量應用的基礎上，對其動態(tài)測量技術(shù)展開了調(diào)研工作[26I。PsP測量技術(shù)應用于非定常流場測量不僅受限于壓敏涂料對動態(tài)壓力的響應頻率，而且需要充分考慮測量技術(shù)本身對流場的時間響應特性，對測量技術(shù)提出了挑戰(zhàn)一降要求。本文將從非定常流場對快速響
