[发明专利]半自由射流实验舱及具有其的风洞

权利要求书

1.一种半自由射流实验舱，用于与喷管(10)的喷管出口(101)相连，实验舱(20)呈空心管状，包括上下相对设置的舱上壁面(201)和舱下壁面(202)、以及与所述舱上壁面(201)和所述舱下壁面(202)分别垂直连接的两块舱侧壁面(203)，其特征在于，

所述舱上壁面(201)为平壁面，用于与所述喷管出口(101)无缝对接且与所述喷管出口(101)处的管上壁面光滑过渡连接以避免气流在所述舱上壁面(201)形成激波；

所述舱侧壁面(203)为平壁面，用于与所述喷管出口(101)无缝对接且与所述喷管出口(101)处对应的管侧壁面(104)光滑过渡连接；

所述舱下壁面(202)后段内凹形成吊舱，以用于安装角度机构(30)以便试验模型的安装和姿态调整，并避免形成的波系对实验测量产生影响；

舱上壁面(201)为根据喷管(10)的扩张消波曲线取喷管出口(101)前30mm～50mm长喷管型线的数据点通过数据点拟合而成的平壁面；舱上壁面(201)设计时根据喷管(10)的扩张消波曲线，取喷管出口(101)前30mm～50mm长喷管型线的数据点，通过拟合得到数据点梯度，舱上壁面(201)随着此梯度继续延伸，使舱上壁面(201)与喷管出口(101)无缝对接，避免气流在舱上壁面(201)形成激波，进而避免对实验舱(20)内的流场测试区域产生干扰和影响，使舱上壁面(201)处形成均匀稳定流场，有利于进行超声速/高超声速混合层流场结构研究。

2.根据权利要求1所述的半自由射流实验舱，其特征在于，

所述舱下壁面(202)包括第一下壁平面(2021)及用于形成所述吊舱的下壁凹面(2022)；

所述第一下壁平面(2021)为平壁面，用于与所述喷管出口(101)无缝对接且与所述喷管出口(101)处的管下壁面(103)光滑过渡连接，所述第一下壁平面(2021)用于引导气流并避免气流在其上形成波系；

所述下壁凹面(2022)的进流端与所述第一下壁平面(2021)圆滑过渡连接，所述角度机构(30)可拆卸地连接于所述下壁凹面(2022)上。

3.根据权利要求2所述的半自由射流实验舱，其特征在于，

所述下壁凹面(2022)为圆弧面，其圆弧半径为所述舱上壁面(201)与所述第一下壁平面(2021)之间间距的1.5～3倍；

所述下壁凹面(2022)位于所述舱下壁面(202)宽度方向的中部，且所述下壁凹面(2022)的宽度为所述舱下壁面(202)宽度的2/3～3/4。

4.根据权利要求2所述的半自由射流实验舱，其特征在于，

所述舱下壁面(202)还包括第二下壁平面(2023)，所述第二下壁平面(2023)为平壁面，所述第二下壁平面(2023)与所述下壁凹面(2022)的出流端光滑过渡连接，所述第二下壁平面(2023)用于引导气流并避免气流在其上形成波系。

5.根据权利要求4所述的半自由射流实验舱，其特征在于，

所述第一下壁平面(2021)和所述第二下壁平面(2023)均为根据所述喷管(10)的扩张消波曲线取所述喷管出口(101)前30mm～50mm长喷管型线的数据点通过数据点拟合而成的平壁面。

6.根据权利要求4所述的半自由射流实验舱，其特征在于，

所述实验舱(20)的侧壁上设有多个用于观察所述实验舱(20)内部混合层流场流动机理及结构特点的光学观察窗口(40)；

所述下壁凹面(2022)与所述光学观察窗口(40)对应设置；

所述第一下壁平面(2021)沿气流流动方向的长度为所述舱下壁面(202)长度的1/6～1/5；

所述第二下壁平面(2023)沿气流流动方向的长度为所述舱下壁面(202)长度的1/10～1/6。