[发明专利]一种热线测量风洞流场扰动模态方法

权利要求书

1.一种热线测量风洞流场扰动模态方法，该方法包括：

步骤1：将一维热线探头的热丝垂直于来流方向安装于流场核心流中；

步骤2：在流场中连续改变热丝过热比获得一组热线仪输出电压数据，热丝过热比a＝(R_w-R₀)/R_w，其中，R_w为热线在流场中加热时的工作电阻，R₀为热线在流场中的非工作电阻；

步骤3：根据公式1获得热丝工作电压的无量纲脉动值θ与热丝灵敏度系数无量纲值r之间的拟合关系曲线，横坐标值为r，纵坐标值为θ；

其中，

r＝F_CTA/G_CTA

式中，e′是热线过热比下的工作电压值均方根偏差；是热线过热比下的工作电压均值；T′是流场总温脉动均方根偏差；是流场总温脉动均值；是流场总温脉动值；ρ是流场密度，ρ′是流场密度均方根偏差，是流场密度均值；u是流场速度，u′是流场速度均方根偏差，是流场速度均值；是流场质量流脉动值；a_w是热丝过热比；A和B是热线校准常系数；a_*是热丝的电阻温度系数；R_*是热丝参考电阻值；η是热丝恢复系数；R_e是热丝未通电加热时在流场中的电阻；Re是流场雷诺数；T₀是气流总温；k是热线变过热比函数的斜率；

步骤4：根据θ与r的拟合曲线特征，判断流场扰动模态；

当扰动图中的拟合曲线具备以下特征时，判定流场扰动为熵模态：拟合曲线为直线，直线与横坐标相交于-α点附近；

式中，γ是比热比，M是马赫数；

当扰动图中的拟合曲线具备以下特征时，判定流场扰动为涡模态：拟合曲线为V型折线，折线与横坐标相交于β点附近；

当扰动图中的拟合曲线具备以下特征时，判定流场扰动为声学模态：拟合曲线为直线，斜率为正，斜线与纵坐标交点在坐标系原点附近并为正值，或者斜线与纵坐标相交时穿过坐标原点；

当扰动图中的拟合曲线具备以下特征时，判定流场扰动为混合模态：拟合曲线为双曲线。