Экспериментальная отработка методики PIV на сверхзвуковом аэродинамическом стенде
Автор: Иван Алексеевич Загайнов
Соавторы: Попович С.С., Здитовец А.Г., Киселев Н.А., Виноградов Ю.А.
Организация: НИИ механики МГУ
Наиболее известным среди панорамных методов является метод анемометрии по изображениям частиц PIV (Particle Image Velocimetry) [1, 2]. Метод PIV находит широкое применение в практике исследований течения газов с высокими сверхзвуковыми скоростями. В рамках работы производится отладка двумерной двухкомпонентной системы «Сигма Про» на базе сверхзвуковой аэродинамической установки АР-2 [3].
Рабочая часть аэродинамической установки имеет прямоугольное поперечное сечение с размерами 70х98 мм. Число Маха на выходе из сопла - 3.0, давление торможения – 450 кПа, температура торможения – 293 К. Система PIV включала в себя: генератора аэрозоля Dantech с жидкостью DEHS, систему освещения потока на основе двойного импульсного Nd:YAG лазера Beamtech с длиной волны 532 нм, цифровую ПЗС-камеру с кадровой частотой на полном разрешении до 15 Гц и синхронизирующий процессор Polis SP-10.0ПС. Плоское сопло образовано стальными гибкими верхней и нижней пластинами, обеспечивающими возможность поджатия критического сечения сопла для изменения числа Маха на срезе. Боковые стенки сопла выполнены из оптического стекла.
Произведены тестовые запуски с различными видами трассеров: частицами DEHS, жидким углекислым газом и дистиллированной водой. Улучшена плотность и равномерность засева частицами по сечению рабочей части установки за счет удаления области засева выше по потоку от сопла. Получены картины двумерного поля скорости в центральной части сверхзвукового канала и на обтекаемых верхней и нижней стенке рабочей части.
Работа выполняется в рамках госбюджетной темы АААА-А16-116021110200-5 НИИ механики МГУ.
1.Знаменская И.А. Методы панорамной визуализации и цифрового анализа теплофизических полей. Обзор // Научная визуализация. 2021. Т. 13. № 3. С. 125–158.
2.Бильский А.В., Гобызов О.А., Маркович Д.М. История и тенденции развития метода анемометрии по изображениям частиц для аэродинамического эксперимента (обзор) // Теплофизика и аэромеханика. 2020. Т. 27. № 1. С. 1-24.
3.Егоров К.С., Загайнов И.А., Попович С.С. Экспериментальная отработка панорамного метода исследования анемометрии по изображениям частиц на сверхзвуковой аэродинамической установке // Будущее машиностроения России: сб. докл. XV Всероссийская конференция молодых ученых и специалистов (с международным участием), Т. 2. М: Издательство МГТУ им. Н. Э. Баумана, 2023. С. 12-16.
