赵吉松，张金明，王泊乔

南京航空航天大学 航天学院，南京 211106

0 引 言

在空气动力学研究中，摩擦力是一个重要参数，显示或测量表面摩擦力场是研究流场特性的重要途径。准确测量表面摩擦力对于空气动力学理论研究和工程应用具有重要意义。在边界层理论中，摩擦力是确定边界层速度分布的关键因素。在判定流动状态时，壁面摩擦力发生变化是边界层转捩的一个重要和直接特征。此外，测量壁面摩擦力分布信息是分析旋涡结构、评估流动控制效果的重要途径。在飞行器气动设计中，表面摩擦力是气动总阻力的重要组成部分，尤其当表面流动是湍流状态时，摩擦力会显著增大，从而使飞行器表面流动的能量损失加剧、气动效率下降。多年来，气动设计人员一直致力于减小压差阻力，但还未获得良好的效果，其中一个重要原因是目前仍不能快速准确地测量摩擦力，特别是摩擦力场的分布。

目前摩擦力测量主要借助于各种机械或电子装置，包括侵入式探针、机械天平和微型传感器等。这些测量方法通常较为繁琐，且存在一些缺点，比如：机械装置通常要求在表面打孔，这会给流动带来干扰；近壁粒子图像测速法（Particle Image Velocimetry，PIV）技术通过测量速度型解算表面摩擦力，具有很大的不确定性。此外，这些方法通常一次只能测量表面一个或数个位置的摩擦力信息。剪切敏感液晶（Shear Sensitive Liquid Crystal，SSLC）涂层测量技术是由美国NASA的科学家Reda等发明的一种非接触式全局摩擦力场测量方法。……