膜式油流显示技术在脉冲类高超声速风洞上进气道试验中的应用研究

摘要

为在脉冲燃烧风洞上发展膜式油流显示技术,针对M6条件下有效试验时间短(约300ms)、气流总温高(可达1650K)等困难,提出了一种技术方案,并在高超进气道外压缩面流动分离试验中得到了应用.试验条件为马赫数6、总温1650K、总压5.5MPa.使用了2个两级压缩楔模型,气流偏转角为10°+10°和10°+30°.结合流场条件,对比了重力、流向压力梯度和剪切应力对油膜运动的影响程度,得到了显示油粘度、油膜厚度与运动速度的关系,给出了膜式油流试验准则.应用特定的显示油配方,通过喷枪提供油膜,采用高速相机获得了较好的膜式油流图谱序列.油流图谱显示,第二级气流偏转角为10°时,流动不分离,为30°时则分离.采用Fluent辅助模拟分析了流场结构,获得的流动分离情况与试验结果一致.这些结果表明在脉冲燃烧风洞上利用膜式油流技术,开展高超进气道流动分离研究是可行的.