Fast PSP高频脉动压力场测量与分析方法研究

【作者】 刘旭； 覃晨； 赵鲲； 王鹏； 彭迪； 刘应征；

【机构】 上海交通大学机械与动力工程学院叶轮机械研究所； 中国空气动力研究与发展中心气动噪声控制重点实验室；

【摘要】 快响应压敏涂料(Fast pressure-sensitive paint)在壁面脉动压力场测量中的应用受到了广泛关注与研究。近年来,中低频脉动压力场的Fast PSP测量技术已相对成熟,但是高频(千赫兹以上)脉动压力场的Fast PSP测量技术仍然面临着噪声污染和信号衰减等方面的挑战。本文首先研究了Fast PSP测量中噪声污染和测试系统响应对脉动压力测量精度以及动态特征分析的影响,并提出相应的修正方法。接着以55°斜冲击射流高频脉动压力场测量为例,验证了Fast PSP技术的高频脉动压力场测量精度以及动态特征提取能力。斜冲击射流试验中,喷嘴与平板距离为4倍喷嘴直径,喷嘴出口马赫数Ma=0.78-0.84。本文通过本征正交分解对PSP数据进行降噪处理,并对测得的脉动压力进行谱修正,成功获取了2.5 kHz范围内的精确脉动压力场。接着利用包括时空互相关、带通功率谱、谱本征正交分解在内的分析方法提取了壁面脉动压力场的动态特征,揭示了Kelvin-Helmholtz剪切层不稳定性波与斜板的相互作用。更多还原