[发明专利]超声速流场密度场的校准以及测量超声速密度场的方法

摘要

本发明提供了一种超声速流场密度场的校准方法，这种方法是基于NPLS技术，采用斜激波和膨胀波综合校准方法对超声速流场密度-NPLS图像灰度曲线进行校准。第一，将示踪粒子均匀散播到超声速来流中，CCD根据计算机的指令拍摄粒子图像；第二，在超声速风洞中的可连续调节攻角α的斜劈，通过改变斜劈攻角α，得到一组（ρi，Ii）(i＝1,2,L,n-1)数据；第三，在超声速风洞中的放置膨胀波发生器，通过放置不同偏转角度的膨胀波发生器，得到另一组(ρi,Ii)(i＝n,n+1,L，N)数据；第四，将上述两组数据进行多项式拟合，得到流场密度-NPLS图像灰度的关系曲线：ρ＝a0+a1I+a2I2+a3I3+K。本发明旨在解决空间分辨率和信噪比较低、对低密度区的测量存在较大误差的技术问题。

主权项

一种超声速流场密度场的校准方法，基于NPLS技术，用于校正超声速流场的密度‑NPLS图像灰度的曲线，其特征在于，包括以下步骤：第一，将示踪粒子均匀散播到超声速流场的来流中，调整CCD到正常工作范围内，设置同步控制系统的控制时间；第二，在超声速风洞中放置一个可连续调节攻角α的斜劈，通过改变攻角α，CCD拍摄流场NPLS图像，测量出对应的激波角度β，得到一组斜激波波后流场密度和NPLS图像灰度之间的（ρi，Ii）(i=1,2,L,n‑1)数据；第三，在超声速风洞中放置膨胀波发生器，通过放置不同偏转角度的膨胀波发生器，CCD拍摄相应的流场NPLS图像，得到一组膨胀波波后的平均流场密度和NPLS图像灰度之间的(ρi,Ii)(i＝n,n+1,L，N)数据；第四，利用NPLS分析系统将第二、三步中得到的两组数据进行多项式拟合，得到流场密度‑NPLS图像灰度的关系曲线：ρ＝a0+a1I+a2I2+a3I3+K。