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《基于光強的快速響應PSP動態(tài)測量技術及其應用》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-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，氣動部件的結構及流場越發(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)測量技術的發(fā)展與應用。研究結果表明，快速響應PsP動態(tài)測量技術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¨]，將高分子化學、光學等多個學科的最新研究成果相結合，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，與計算機技術相結合，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)代計算機技術相結合的新一代流動顯示技術。目前，PsP穩(wěn)態(tài)測量技術已在國內外得到了廣泛應用：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(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，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。大量研究結果已充分展示了PS
5、P測量技術在穩(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，氣動部件的結構及其流場也越發(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。快速響應PSP動態(tài)測量技術的研究始于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)測量技術的研
6、究[13?！癩。隨后，有關PSP動態(tài)測量技術研究主要由以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。隨著國內航空工業(yè)的迅速發(fā)展以及對穩(wěn)態(tài)PSP技術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測量技術穩(wěn)態(tài)測量應用的基礎上，對其動態(tài)測量技術展開了調研工作[26I。PsP測量技術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本身對流場的時間響應特性，對測量技術提出了挑戰(zhàn)一降要求。本文將從非定常流場對快速響
