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开孔壁蜂窝器整流特性实验研究

符澄 彭强 李毅 廖达雄 吕金磊 朱博

符澄, 彭强, 李毅, 等. 开孔壁蜂窝器整流特性实验研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(5): 17-22. doi: 10.11729/syltlx20150111
引用本文: 符澄, 彭强, 李毅, 等. 开孔壁蜂窝器整流特性实验研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(5): 17-22. doi: 10.11729/syltlx20150111
Fu Cheng, Peng Qiang, Li Yi, et al. Experimental study of flow straightening and turbulence reduction characteristics for porosity honeycomb[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(5): 17-22. doi: 10.11729/syltlx20150111
Citation: Fu Cheng, Peng Qiang, Li Yi, et al. Experimental study of flow straightening and turbulence reduction characteristics for porosity honeycomb[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(5): 17-22. doi: 10.11729/syltlx20150111

开孔壁蜂窝器整流特性实验研究

doi: 10.11729/syltlx20150111
基金项目: 

空气动力学国家重点实验室基金资助 SKLA-2012-04-03

详细信息
    通讯作者:

    符澄(1982-), 男, 江苏如东人, 工程师。研究方向:风洞气动设计。通信地址:四川绵阳二环路南段6号14信箱401分箱(621000)。E-mail:fucheng111@sina.com

  • 中图分类号: V211.754

Experimental study of flow straightening and turbulence reduction characteristics for porosity honeycomb

  • 摘要: 蜂窝器是安装在风洞稳定段中用来提高风洞试验段气流均匀性、降低气流偏角及湍流度的重要整流装置。普通的实壁蜂窝器需要通过提高蜂窝器单元的长径比来达到提升整流特性的目的,但同时带来了损失系数增加等问题。设计了一种在蜂窝单元壁面开孔的蜂窝器,通过蜂窝器壁面上的开孔,实现了蜂窝器单元之间的旋涡和压力的传递,可以有效地提高蜂窝器的整流效果。在0.55m×0.4m低噪声航空声学风洞闭口试验段中,在不同来流速度条件下,使用热线风速仪对普通蜂窝器和开孔壁蜂窝器下游的速度及湍流度分布特性进行了试验研究。实验结果表明,与普通的实壁蜂窝器相比,开孔率为50%的开孔壁蜂窝器下游的湍流度可降低13.8%,蜂窝器下游的速度分布得到了改善,局部气流偏角也明显减小。在风洞设计中,使用优化后的开孔壁蜂窝器可以减少阻尼网的层数或收缩段的收缩比,从而降低风洞的运行能耗,并减少风洞的建设费用。
  • 图  1  开孔壁蜂窝器外形

    Figure  1.  Airline of porosity honeycomb

    图  2  蜂窝器试验件及设计参数

    Figure  2.  Test article and design parameter

    图  3  风洞气动轮廓

    Figure  3.  Airline of wind tunnel

    图  4  试验件在试验段内的安装

    Figure  4.  Test article in test section

    图  5  二维热线探头

    Figure  5.  2D hot wire probe

    图  6  蜂窝器后流向速度分布

    Figure  6.  Axis velocity distribution downstream honeycomb

    图  7  蜂窝器后横向速度分布

    Figure  7.  Transverse velocity distribution downstream honeycomb

    图  8  速度脉动频谱

    Figure  8.  Spectra of velocity fluctuation

    图  9  流向湍流度分布

    Figure  9.  Axis turbulence intensity distribution

    图  10  横向湍流度分布

    Figure  10.  Transverse turbulence intensity distribution

    图  11  湍流度随速度变化趋势

    Figure  11.  Turbulence intensity and velocity profile

    表  1  蜂窝器试验件设计参数

    Table  1.   Honeycomb design parameter

    编号开孔数量D0/mmL0/mm开孔直径d/mm
    mod1实壁——————
    mod212441.7
    mod38662.1
    mod412641.7
    mod58842.1
    下载: 导出CSV

    表  2  湍流度测试结果

    Table  2.   Turbulence intensity measurement results

    试验
    条件
    Vmean=8m/sVmean=13m/sVmean=18m/s
    TuxTuyTuxTuyTuxTuy
    mod10.10850.04080.08320.03070.08070.0298
    mod20.10790.04200.07970.03130.07760.0301
    mod30.08770.03570.07080.02680.07220.0273
    mod40.09710.03860.07580.02900.07480.0284
    mod50.10420.03920.07870.02920.07860.0288
    No honeycomb0.10530.0920
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-09-01
  • 修回日期:  2015-11-11
  • 刊出日期:  2016-10-25

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    2021年8月13日