赵吉松

(南京航空航天大学 航空学院, 江苏 南京 210016)

0 引 言

壁面摩擦阻力是流体动力学领域的一个基本参数，许多重要信息可以通过显示或者测量壁面摩擦阻力的分布而获取。测量摩擦阻力对边界层理论研究、转捩及其控制，漩涡运动机理及其控制，流动仿真计算程序的验证等有着重要意义。文献[1-2]对壁面摩擦力的主要测量方法进行了综述。传统的摩擦力测量方法主要采用机械或者电子的方法，比如机械式天平、侵入式探针和传感器等。这些方法属于局部方法，只能测量单点或者若干点处的摩擦力信息，并且会给流动带来干扰，甚至需要对壁面进行破坏。如果能够高分辨率测量壁面摩擦力的矢量分布，显然具有重要科学意义和工程价值。

全局测量方法能够连续测量出全表面的摩擦力矢量场。全局摩擦力测量方法的基本原理是通过测量摩擦力引起的结构或者材料变化(或者由于这些变化引起的其它可测量量的变化)解算壁面摩擦力矢量场。目前，国际上提出的全局摩擦力场测量方法主要有剪切敏感液晶(shear-sensitive liquid crystal, SSLC)涂层技术[3-4]、面应力敏感薄膜技术[5-6]、微柱剪应力传感器[7]、油膜干涉法[8]、荧光油膜法[9-10]、摩擦力诊断技术[11-13]、以及软基质薄膜法[14]等。SSLC涂层技术是一种能够测量壁面摩擦力矢量分布的非接触式全局测量方法。美国NASA Ames研究中心的Reda等为应用SSLC涂层测量壁面摩擦力场开展了系统而深入的研究[3-4,15-16]。SSLC是一种固醇类液晶，其分子在物面上会形成一种螺旋结构，螺旋轴的长度与可见光的波长量级相同。……