申请/专利权人：中国人民解放军国防科技大学

申请日：2021-07-05

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN113484534B

主分类号：G01P5/26

分类号：G01P5/26;G01N21/85

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2021.10.26#实质审查的生效;2021.10.08#公开

摘要：本发明公开了一种基于图像处理的超声速流场特征测试系统及方法，该系统包括：流体发生组件；粒子生成组件，用于对流体进行加速降压，使流体降温凝华生成微米量级或者纳米量级的冰晶示踪粒子；流场测试段，用于接收具有冰晶示踪粒子的流体；图像获取组件，用于获取流场测试段内的流场粒子分布图像；结果分析组件，基于流场粒子分布图像得到流场测试段内的流体的流场参数。能够自发生成示踪粒子，且能够动态便捷的控制示踪粒子的粒径和密度，从而得到粒子跟随性好、图像分辨率高的实验结果，解决了PIV、NPLS粒子布撒困难，布撒不均、跟随性差等问题。还能有效解决固体示踪粒子粘附壁面及堆积导致的实验问题。

主权项：1.一种基于图像处理的超声速流场特征测试系统，其特征在于，包括：流体发生组件，用于产生流体；粒子生成组件，与所述流体发生组件相连，用于对流体进行加速降压，使流体降温凝华生成微米量级或者纳米量级的冰晶示踪粒子；流场测试段，与所述粒子生成组件相连，用于接收具有冰晶示踪粒子的流体；图像获取组件，设在所述流场测试段上，用于获取流场测试段内的流场粒子分布图像；结果分析组件，与图像获取组件电联，并基于流场粒子分布图像得到流场测试段内的流体的流场参数；对于马赫数小于马赫2的情况，采用低温射流极冷空气，促使空气中水蒸气冷凝为微米级或纳米级冰晶示踪粒子，此时所述粒子生成组件包括超声速喷管、引射急冷段与粒子生成混合段，其中：所述流体发生组件包括具有高压气体的第一压力储罐，所述第一压力储罐的输出端与所述超声速喷管的收缩端相通，以将高压流体输入所述超声速喷管，使其经过加速降压后转换成超声速低温射流并经由所述超声速喷管的扩张端输出；所述引射急冷段的输入端与所述超声速喷管的扩张端相通，且所述引射急冷段的输入端设有空气引射口，以将空气引射至引射急冷段；所述粒子生成混合段的输入端与所述引射急冷段的输出端相通，用于混合空气与所述超声速低温射流，使得空气中的水蒸气急冷生成所述冰晶示踪粒子，所述粒子生成混合段的输出端与所述流场测试段的输入端相通；对于马赫数大于或等于马赫2的情况，采用易凝华气体自发生成冰晶示踪粒子，此时所述粒子生成组件包括超声速喷管，其中：所述流体发生组件包括第二压力储罐与第三压力储罐，所述第二压力储罐内具有高压的易凝华气体，所述第三压力储罐内具有高压的分散气体；所述第二压力储罐的输出端、第三压力储罐的输出端均与所述超声速喷管的输入端相通，以使得所述易凝华气体、所述分散气体在所述超声速喷管内经过加速降压产生急冷，使得所述易凝华气体自发冷凝产生所述冰晶示踪粒子；所述超声速喷管的输出端与所述流场测试段的输入端相通。

全文数据：

权利要求：

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