李中华，李志辉，蒋新宇，吴俊林

（中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力学研究所，四川绵阳 621000）

NPLS流场测量技术在高超声速风洞中纳米粒子跟随性数值仿真

李中华＊，李志辉，蒋新宇，吴俊林

（中国空气动力研究与发展中心超高速空气动力学研究所，四川绵阳 621000）

从描述粒子运动的微观层次出发，采用双向耦合技术，建立了一种适用于稀薄条件下两相流动的DSMC数值模拟方法。对相间相互作用进行解耦处理，实现了气固两相间动量和能量相互作用的模拟。采用基于DSMC方法的稀薄两相流双向耦合算法，对NPLS测量技术高超声速流场测量中纳米粒子的跟随性进行了数值研究。通过Φ50nmTiO2粒子在不同高超声速流场条件下气相-纳米粒子两相流场的仿真，表明在稀薄度很小的流场中，纳米粒子的跟随性很好。而随着流场稀薄度增加，流场中纳米粒子的跟随性降低，纳米粒子在流场中的分布与气相流场分布差异变大，通过NPLS测量得到的激光散射信号不能反映流场结构。

DSMC方法；两相流；双向耦合；NPLS；高超声速；流场测量

0 引 言

复杂外形飞行器的高超声速流场中存在复杂的流场结构，如激波、激波边界层相互作用等。对其进行深入研究，不仅有利于加深对其流动机理的认识，而且对工程应用有着重要的指导意义［1-2］。

为了能在地面风洞试验中对这些现象进行深入研究，先进的流场显示和测量技术尤为重要。其中，随着激光技术、计算机技术和信息处理技术的发展，基于示踪物的光学非接触测量技术成为现代空气动力学研究的重要手段。……