岳茂雄张弯洲吴运刚袁 强邓维鑫

1．中国空气动力研究与发展中心 高超声速冲压发动机技术重点实验室,四川 绵阳 621000;2．中国空气动力研究与发展中心 设备设计与测试技术研究所,四川 绵阳 621000

0 引 言

基于平行光探测流场的常规“Z”字形反射式纹影仪是一种最为通用的流场显示装置,在很多专著中都有所论述[1-2]。在风洞试验中,试验模型和风洞尺寸越来越大,但流场显示的视场大小还是停留在纹影仪主镜口径的基础上。通常所用纹影仪的有效通光口径为200～500 mm,中国空气动力研究与发展中心的纹影仪最大口径也不超过直径1200 mm。显示视场尺寸增加时,对应的纹影主镜和风洞观察窗都需要加大,且安装方式和检测方法也要进行专门设计[3-4],急剧增加了加工难度和成本。受限于风洞结构或场地,基于平行光的常规纹影和干涉方法的测量都无法实施,更不能满足大视场流场显示的需要,这已成为大型风洞或大尺寸流场显示的一个瓶颈。

目前国内外主要采用背景纹影方法显示较大视场[5],甚至以大地或高空图案作为背景研究流场[6];但背景纹影需要后期处理,结果不够直观,表征流场的空间分辨率也往往不够。而发散光的反射式布局具有大视场显示的能力,其包括反射式聚焦纹影和反射式阴影两种方法。反射式聚焦纹影显示的结果是一定厚度“截面”内流场密度变化的一阶导数,反射式阴影的显示结果是全光程流场密度变化的二阶导数。……