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基于发散光反射式布局的大视场显示方法研究

岳茂雄 张弯洲 吴运刚 袁强 邓维鑫

岳茂雄, 张弯洲, 吴运刚, 等. 基于发散光反射式布局的大视场显示方法研究[J]. 实验流体力学, 2021, 35(3): 77-82. doi: 10.11729/syltlx20200081
引用本文: 岳茂雄, 张弯洲, 吴运刚, 等. 基于发散光反射式布局的大视场显示方法研究[J]. 实验流体力学, 2021, 35(3): 77-82. doi: 10.11729/syltlx20200081
YUE Maoxiong, ZHANG Wanzhou, WU Yungang, et al. Research on large field visualizaiton based on divergent light reflective layout[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(3): 77-82. doi: 10.11729/syltlx20200081
Citation: YUE Maoxiong, ZHANG Wanzhou, WU Yungang, et al. Research on large field visualizaiton based on divergent light reflective layout[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2021, 35(3): 77-82. doi: 10.11729/syltlx20200081

基于发散光反射式布局的大视场显示方法研究

doi: 10.11729/syltlx20200081
基金项目: 

基础和前沿技术研究基金重点项目 PJD20200192

详细信息
    作者简介:

    岳茂雄(1971-), 男, 四川平昌人, 高级工程师。研究方问: 流动显示与测量。通信地址: 四川省绵阳市二环路南段6号16号信箱02分信箱(621000)。E-mail: ymxyxx@163.com

    通讯作者:

    张弯洲, E-mail: zwz1496293@qq.com

  • 中图分类号: V211.72:O443

Research on large field visualizaiton based on divergent light reflective layout

  • 摘要: 更大尺度风洞和试验模型以及更长射流的流场测量,对流场显示的视场尺度提出了更高要求。设计和验证两种基于发散光反射式布局的大视场显示方法,分别为反射式聚焦纹影方法和反射式阴影方法。通过改进源格栅和光源,在实验室搭建了一套反射式聚焦纹影显示装置,获得了直径约1.5 m的视场结果。视场均匀性和试验条件下的最短曝光时间表明该方法可用于大型风洞及其他场合的大视场显示。同时,为解决试验现场振动较强的测量问题,搭建了发散光反射式阴影显示装置,获得了约2.5 m长度的燃烧射流流场显示结果。最后根据发散光反射式流场显示方法的特点,开展了其在大型风洞布局的适用性评估,结果表明:该方法完全适用于大型风洞的大视场显示。
  • 图  1  反射式聚焦纹影布局

    Figure  1.  Layout of reflective focused schlieren

    图  2  阶梯传递函数图

    Figure  2.  Ladder transfer function

    图  3  源格栅(左)及局部放大图(右)

    Figure  3.  Source grid (left) and partial enlarged view (right)

    图  4  光源(左)及亮灯情况(右)

    Figure  4.  Light source (left) and lighting (right)

    图  5  试验现场布局图

    Figure  5.  Layout of experimental site

    图  6  流场显示结果(50%切割量,2.5 μs)

    Figure  6.  Flow field display results(50% cutting volume, 2.5 μs)

    图  7  流场显示结果(80%切割量,10 μs)

    Figure  7.  Flow field display results(80% cutting volume, 10 μs)

    图  8  点光源发散阴影示意图

    Figure  8.  Schematic diagram of point light source divergent shadow

    图  9  发散光反射式阴影法布局图

    Figure  9.  Layout of astigmatic reflection divergent shadow method

    图  10  反射膜照明情况

    Figure  10.  Reflective film illumination

    图  11  喷流燃烧流场阴影图

    Figure  11.  Shadow map of combustion jet flow field

    图  12  发射光反射式阴影法应用于风洞的布局

    Figure  12.  Layout of astigmatic reflection divergent shadow method for wind tunnel

    表  1  聚焦纹影参数

    Table  1.   Parameter of focusing schlieren

    参数 数值 表征含义及单位
    Φ 150 成像透镜口径,mm
    f 400 成像透镜焦距,mm
    L 5000 源格栅物距,mm
    L 435 源格栅像距,mm
    l 2000 流场物距, mm
    l 500 流场像距,mm
    M 0.087 源格栅放大率,--
    m 0.25 流场放大率,--
    A+B 10+10 源格栅常数,mm
    b+a 0.87+0.87 刀口栅常数,mm
    ω 0.352 流场分辨率,mm
    Ds 14 锐聚焦深度,mm
    Du 53 非锐聚焦深度,mm
    φ 5.6 混合格栅线对数,--
    εmin 34.4 能探测的最小偏折角,arcsec
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-07-08
  • 修回日期:  2020-12-16
  • 刊出日期:  2021-06-25

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    2021年8月13日