翼迅总温总压探针在高马赫数气流中激波干扰的修正方法
在高马赫数气流中,翼迅总温总压探针的测量值往往会受到激波的干扰,从而影响数据的准确性。激波作为一种具有强扰动特征的气动现象,会在流场中产生显著的压缩效应,导致流体的温度、压力和速度等参数发生剧烈变化。因此,在使用翼迅总温总压探针进行测量时,必须考虑激波对测量值的干扰,并采取相应的修正方法。
一、激波对测量值的影响
在高马赫数气流中,当气流遇到探针等障碍物时,会在其前端形成脱体曲线激波。这道激波会将气流的速度、温度和压力等参数重新分配,从而在激波前后形成明显的差异。由于翼迅总温总压探针直接测量的是激波后的气流参数,因此需要通过换算才能得到激波前的真实值。
二、修正方法
1. 理论换算 :
根据正激波理论,可以推导出激波前后气流参数的关系式。通过测量激波后的总压和总温,并结合气流马赫数,可以利用这些关系式反推出激波前的总压和总温。这种方法需要准确的激波前后参数关系式和精确的测量数据,以确保换算的准确性。
2. 数值模拟 :
利用计算流体动力学(CFD)软件进行数值模拟,可以模拟出高马赫数气流中激波的形成和传播过程,以及激波对翼迅总温总压探针测量值的影响。通过数值模拟,可以得到更加直观和准确的结果,为修正测量值提供参考。
3. 实验校准 :
在实验室内,可以通过改变气流马赫数和探针的几何形状等参数,模拟出不同的激波干扰情况。然后,利用已知的标准值对翼迅总温总压探针的测量值进行校准,从而得到修正系数或修正曲线。这种方法需要大量的实验数据和精确的实验设备,但结果具有较高的可靠性和准确性。
4. 多参数测量与综合分析 :
除了总温和总压外,还可以利用其他参数如静压、流速等进行综合测量和分析。通过比较不同参数之间的变化规律,可以更加准确地判断激波对测量值的干扰程度,并采取相应的修正措施。
三、实际应用中的注意事项
1. 选择合适的探针型号和规格 :
在高马赫数气流中,应选择具有较小扰动和较高精度的翼迅总温总压探针型号和规格,以减少激波对测量值的干扰。
2. 合理布置探针位置 :
探针的位置应尽可能避免受到复杂流场结构的影响,如激波/激波干扰、激波/边界层干扰等。同时,应确保探针能够充分捕捉到所需的气流参数信息。
3. 定期校准和维护 :
翼迅总温总压探针在使用过程中可能会受到污染、磨损等因素的影响,导致测量精度下降。因此,应定期对探针进行校准和维护,以确保其长期稳定运行和准确测量。
综上所述,翼迅总温总压探针在高马赫数气流中测量时,会受到激波的干扰。为了修正这种干扰,可以采取理论换算、数值模拟、实验校准以及多参数测量与综合分析等方法。同时,在实际应用中还需要注意选择合适的探针型号和规格、合理布置探针位置以及定期校准和维护等工作。通过这些措施,可以确保翼迅总温总压探针在高马赫数气流中的准确测量和可靠运行。