[发明专利]一种流场显示装置及流场显示方法

说明书

本发明提供了一种流场显示装置及方法。所述装置包括：电源、试验模型、试验舱、正电极、负电极和喷管，其中，所述电源的正极与所述正电极连接，所述电源的负极与所述负电极连接；所述正电极设置于所述试验模型的表面，所述负电极设置于所述试验模型的外侧；所述喷管设置于所述试验舱的开口一侧，以向所述试验舱提供气流；所述正电极和所述负电极的表面为同轴的圆筒形结构，且所述正电极和所述负电极的圆筒形结构的底面相互平行，所述负电极远离所述正电极的一端与地连接。本发明可以同时观测试验模型整个周向上的激波情况，极大的提高了试验效率；接地极将正极周向包覆，有效防止了意外放电的发生。

技术领域

本发明涉及空气动力实验设备领域，特别是涉及一种流场显示装置及流场显示方法。

背景技术

常规高超声速风洞试验过程中，流场中气体密度随流场参数和测量位置以及时间而变化，利用气体折射率变化引起光线偏折的原理，常用阴影或纹影等方法显示流场。但是，在低密度流场中，由于平均密度很低，密度变化的绝对值太小，因此不能用光线偏折原理的光学方法显示流场。基于气体放电过程的辐射强度与气体密度相关，可采用气体放电方法显示流场。

基于辉光放电原理进行高超声速流场显示的方法主要有两种，

1、参照图1，示出了现有技术中一种辉光放电流场显示的示意图；如图1所示，接地电极位于流场外侧，其优点在于可以同时观察试验模型上下表面的激波情况，缺点是两电极需位于流场外侧，电极之间距离较远，需要较大的电压，对电源要求较高。

2、参照图2，示出了现有技术中一种辉光放电流场显示的示意图；如图2所示，接地电极镶嵌于试验模型表面，与图1方案相比，其优点在于电极之间距离近，所需电压低，可以用于喷口尺寸较大的风洞，但是每次试验仅能观察模型一个表面的激波情况，试验效率低，而且，由于电极需要嵌入到模型中，对电极和模型的加工精度要求高，当模型表面为非平面结构时仅能镶嵌线电极，流场显示效果差。

此外，上述两种观察方法均采用电极上下布置方式，仅能观测电极之间一个截面的激波情况，无法观测试验模型其他方向的激波。

发明内容

本发明实施例提供一种流场显示装置及流场显示方法，以解决现有技术中的流场显示试验的观察方法仅能观测电极之间一个截面的激波情况，无法观测试验模型其他方向的激波的问题。

为了解决上述技术问题，本发明是这样实现的：

第一方面，本发明实施例提供的一种流场显示装置，包括：电源、试验模型、试验舱、正电极、负电极和气体喷管，其中，所述电源的正极与所述正电极连接，所述电源的负极与所述负电极连接；所述正电极设置于所述试验模型的表面，所述负电极设置于所述试验模型的外侧；所述气体喷管设置于所述试验舱的开口一侧，以向所述试验舱提供气流；所述正电极和所述负电极的表面为同轴的圆筒形结构，且所述正电极和所述负电极的圆筒形结构的底面相互平行。

优选地，所述负电极的圆筒形结构的底面半径大于所述正电极的圆筒形结构的底面半径。

优选地，在所述试验模型为圆柱形结构时，所述正电极粘贴于所述圆柱形结构一端的底面。

优选地，在所述试验模型的部分区域为圆柱形结构时，所述正电极配合嵌套于所述圆柱形结构一端的圆形表面上。

优选地，在所述试验模型为非圆柱形结构时，所述正电极设置于所述试验模型后端的支杆上。

优选地，所述正电极采用铜、铝中的任一种材料制成。

优选地，所述负电极采用铜、铝中的任一种材料制成。