風(fēng)洞試驗(yàn)綜合2014

1、空氣動(dòng)力學(xué)綜合實(shí)驗(yàn)三角翼氣動(dòng)特性試驗(yàn)班 級(jí) 姓 名 實(shí)驗(yàn)日期 指導(dǎo)老師 白 濤 北京航空航天大學(xué)流體力學(xué)研究所三角翼氣動(dòng)特性試驗(yàn)一. 風(fēng)洞試驗(yàn)簡(jiǎn)述：實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)是空氣動(dòng)力學(xué)的一個(gè)分支，是用實(shí)驗(yàn)方法研究飛行器及其它物體在與空氣或其它氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的氣動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和各種復(fù)雜物理現(xiàn)象。由于是直接研究物體與真實(shí)氣流間的相互作用，所得數(shù)據(jù)可以用作工程設(shè)計(jì)的依據(jù)，驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果并能揭示新的流動(dòng)現(xiàn)象，為理論分析提供物理模型。實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)作為一門分支學(xué)科是20世紀(jì)40年代形成的。它的形成同飛行器高速發(fā)展，要求迅速獲得大量復(fù)雜、精確、可靠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有關(guān)。它的主要內(nèi)容除空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論外，還包括實(shí)驗(yàn)

2、理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的知識(shí)。實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)的主要任務(wù)是利用風(fēng)洞進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)流動(dòng)現(xiàn)象、探索和揭示流動(dòng)機(jī)理、尋求和了解流動(dòng)規(guī)律，并為飛行器提供優(yōu)良?xì)鈩?dòng)布局和空氣動(dòng)力特性數(shù)據(jù)，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的基本理論是相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理和相似理論。相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理：無(wú)論是固體以某一均勻速度在靜止的流體中運(yùn)動(dòng)，還是流體以相同速度流經(jīng)固體，兩者之間的相互作用力恒等。相似理論：論述物理現(xiàn)象相似的條件和相似現(xiàn)象的性質(zhì)的學(xué)說(shuō)。是模擬的理論基礎(chǔ)。相似理論的重要課題是確定各種物理現(xiàn)象的相似準(zhǔn)數(shù)。風(fēng)洞是進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種主要設(shè)備，幾乎絕大多數(shù)的空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)都在各種類型的風(fēng)洞中進(jìn)行。風(fēng)洞的工作原理是使用動(dòng)力裝置在一個(gè)

3、專門設(shè)計(jì)的管道內(nèi)驅(qū)動(dòng)一股可控氣流，使其流過(guò)安置在實(shí)驗(yàn)段的靜止模型，模擬實(shí)物在靜止空氣中的運(yùn)動(dòng)。測(cè)量作用在模型上的空氣動(dòng)力，觀測(cè)模型表面及周圍的流動(dòng)現(xiàn)象。根據(jù)相似理論將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成可用于實(shí)物的相似準(zhǔn)數(shù)。實(shí)驗(yàn)段是風(fēng)洞的中心部件，實(shí)驗(yàn)段流場(chǎng)應(yīng)模擬真實(shí)流場(chǎng)，其氣流品質(zhì)如均勻度、穩(wěn)定度（指參數(shù)隨時(shí)間變化的情況）、湍流度等，應(yīng)達(dá)到一定指標(biāo)。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是： 實(shí)驗(yàn)條件（包括氣流狀態(tài)和模型狀態(tài)兩方面）易于控制。 流動(dòng)參數(shù)可各自獨(dú)立變化。 模型靜止，測(cè)量方便而且容易準(zhǔn)確。 一般不受大氣環(huán)境變化的影響 。 與其他空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)手段相比，價(jià)廉、可靠等。缺點(diǎn)是難以滿足全部相似準(zhǔn)數(shù)相等，存在洞壁和模型支架干擾等

4、，但可通過(guò)數(shù)據(jù)修正方法部分或大部分克服。風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的主要常規(guī)試驗(yàn)有測(cè)力試驗(yàn)、測(cè)壓試驗(yàn)和流態(tài)觀測(cè)試驗(yàn)等。測(cè)力和測(cè)壓試驗(yàn)是測(cè)定作用于模型或模型部件（如飛行器模型中的一個(gè)機(jī)翼等）的氣動(dòng)力及表面壓強(qiáng)分布，多用于為飛行器設(shè)計(jì)提供氣動(dòng)特性數(shù)據(jù)。流態(tài)觀測(cè)試驗(yàn)廣泛用于研究流動(dòng)的基本現(xiàn)象和機(jī)理。二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：1. 根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段尺寸和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求完成實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)和模型支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。2. 編寫模型測(cè)力和流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)大綱（或?qū)嶒?yàn)任務(wù)書(shū)）。3. 固定風(fēng)速，改變模型姿態(tài)（例如，改變模型迎角）測(cè)量不同姿態(tài)下的模型氣動(dòng)力；對(duì)模型做重復(fù)性試驗(yàn)。4. 對(duì)測(cè)力模型做流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)（分別做模型煙流顯示實(shí)驗(yàn)和油流顯示實(shí)驗(yàn)）三. 實(shí)

5、驗(yàn)儀器及設(shè)備： D1低速風(fēng)洞主要組成部分為實(shí)驗(yàn)段、擴(kuò)壓段、拐角和導(dǎo)流片、穩(wěn)定段、收縮段以及動(dòng)力段。實(shí)驗(yàn)段截面為橢圓面，其入口長(zhǎng)軸為102cm，短軸為76cm，出口處長(zhǎng)軸為107cm，短軸為81cm；實(shí)驗(yàn)段全長(zhǎng)1.45m；實(shí)驗(yàn)段的最大流速為50m/s；紊流度為0.3%；實(shí)驗(yàn)段模型安裝區(qū)內(nèi)，速壓不均勻度3%。其上游收縮段的收縮比為8.4。D1低速風(fēng)洞采用可控硅控制無(wú)級(jí)調(diào)速；配置有尾撐式ab機(jī)構(gòu)及內(nèi)式六分量應(yīng)變天平。由信號(hào)放大器（GDA10），A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集板和計(jì)算機(jī)構(gòu)成測(cè)力天平信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。實(shí)驗(yàn)原理： 當(dāng)物體以某一速度在靜止的空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣流對(duì)物體的作用與同一速度的氣流流過(guò)靜止物體時(shí)

6、的作用完全相同。風(fēng)洞就是一種產(chǎn)生人工氣流，對(duì)固定于風(fēng)洞試驗(yàn)段的模型產(chǎn)生氣動(dòng)力作用的管道設(shè)備。六分量應(yīng)變天平：是一種專用的測(cè)力傳感器。用于測(cè)量作用在模型上的空氣動(dòng)力的大小。該天平能測(cè)量升力、阻力、側(cè)力、俯仰力矩、偏航力矩和滾轉(zhuǎn)力矩。它由應(yīng)變片、彈性元件、天平體和一些附件組成。應(yīng)變天平是一種將機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏枯敵龅膶Ｓ迷O(shè)備。它是運(yùn)用位移測(cè)量原理，利用天平的變形來(lái)測(cè)量外力大小。將應(yīng)變片貼在天平彈性元件上，彈性元件上的應(yīng)變與外力大小成比例，應(yīng)變片連接組成測(cè)量電橋，接入測(cè)量線路中，即可測(cè)出力的大小。應(yīng)變天平在測(cè)量過(guò)程中的參量變化過(guò)程如下： 其中：P天平彈性元件上承受的氣動(dòng)力。e在氣動(dòng)力P的作用下彈性元件

7、上的應(yīng)變。貼在彈性元件上的應(yīng)變片在彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變e的情況下產(chǎn)生的電阻增量。 由應(yīng)變片產(chǎn)生的電阻增量而引起的測(cè)量電橋產(chǎn)生的輸出電壓增量（mV）。 檢測(cè)儀器所指示的讀數(shù)增量（V）。右下圖為一六分量應(yīng)變天平測(cè)量電橋示意圖。圖中標(biāo)有號(hào)碼處為粘貼有電阻應(yīng)變片的天平元件。例如號(hào)碼1、2、3、4為天平升力元件的四個(gè)電阻阻值相等的應(yīng)變片，它們構(gòu)成了一個(gè)全橋電路。當(dāng)天平升力元件受載后，在電橋AC端將會(huì)有電壓信號(hào)DU輸出，該信號(hào)DU將被引入信號(hào)放大器。信號(hào)放大器（GDA10）：其功用是將來(lái)自于天平各分量電橋的微小電壓輸出放大到能被計(jì)算機(jī)接受的電壓值。A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集板：由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)字信號(hào)，而天平各

8、分量的輸出信號(hào)是模擬信號(hào)，因此須先用A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集板將天平輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，方能由計(jì)算機(jī)對(duì)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。計(jì)算機(jī)：通過(guò)已有程序軟件對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏y(cè)力進(jìn)行過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集和后處理。模型煙線流動(dòng)顯示、表面油流顯示原理參見(jiàn)附錄1、2。四. 實(shí)驗(yàn)步驟：1） 將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b于測(cè)力天平上。對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ妥鏊交虼怪闭{(diào)整。將模型的攻角a、側(cè)滑角b分別調(diào)整為0角。2） 檢查各有關(guān)設(shè)備之間的連線是否連接正確。3） 打開(kāi)計(jì)算機(jī)，然后是放大器及天平電源。4） 通過(guò)計(jì)算機(jī)測(cè)力系統(tǒng)軟件檢測(cè)天平各分量的信號(hào)輸出值是否正常。通常未加載時(shí)各分量信號(hào)輸出值應(yīng)小于0.6V。5） 測(cè)量并記錄天平各分量初始數(shù)

9、據(jù)（即，天平各分量靜態(tài)數(shù)值）。開(kāi)啟風(fēng)洞（風(fēng)洞開(kāi)啟步驟詳見(jiàn)風(fēng)洞操作規(guī)程）將風(fēng)速調(diào)整為約xx米/秒，側(cè)滑角為b=08，改變攻角a攻角變化范圍a= x8xx8，攻角變化間隔為x8。（迎角機(jī)構(gòu)的操作使用方法詳見(jiàn)北航D1低速風(fēng)洞模型姿態(tài)角機(jī)構(gòu)控制系統(tǒng)操作規(guī)程）。或只改變風(fēng)速，而不改變模型姿態(tài)。6） 做模型測(cè)力實(shí)驗(yàn)。7） 模型煙線流動(dòng)顯示、表面油流顯示實(shí)驗(yàn)步驟參見(jiàn)附錄1、2。8） 本次實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ蜑楹舐咏?0、45的三角翼模型，翼弦分別為b=0.4、0.25米，翼展分別為l=0.29、0.5米。 展弦比=l2/S=1.45、4五. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求：1. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告應(yīng)包括：實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)內(nèi)容、實(shí)驗(yàn)儀器與設(shè)備、實(shí)驗(yàn)原

10、理、實(shí)驗(yàn)步驟、實(shí)驗(yàn)時(shí)間地點(diǎn)及參加人員、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析等內(nèi)容。2. 對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行詳細(xì)分析和討論，總結(jié)規(guī)律，給出結(jié)論。3. 實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求書(shū)寫工整，格式規(guī)范。符合學(xué)校關(guān)于實(shí)驗(yàn)報(bào)告的基本要求。六. 試驗(yàn)注意事項(xiàng)：1. 實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b時(shí)，應(yīng)特別注意不觸碰天平應(yīng)變片及其連線，同時(shí)應(yīng)避免對(duì)天平施加沖擊過(guò)度擠壓，扭轉(zhuǎn)和彎曲等力的作用。2. 計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)的開(kāi)啟順序?yàn)椋河?jì)算機(jī)放大器天平電源； 計(jì)算機(jī)采集系統(tǒng)的關(guān)閉順序?yàn)椋禾炱诫娫捶糯笃饔?jì)算機(jī)。3. 風(fēng)洞運(yùn)行和停車，以及風(fēng)速調(diào)節(jié)嚴(yán)格按照操作規(guī)程進(jìn)行。4. 儀器設(shè)備出現(xiàn)異常和緊急故障時(shí)，應(yīng)立即通告試驗(yàn)指導(dǎo)教師。七. 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析討論：1. 簡(jiǎn)述風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)原理。2.

11、根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)結(jié)果會(huì)出相應(yīng)的參數(shù)變化關(guān)系曲線。3. 給出模型氣動(dòng)特性隨速度或姿態(tài)的變化規(guī)律。4. 通過(guò)流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)觀察三角翼繞流流態(tài)隨迎角變化的流動(dòng)特性和流動(dòng)規(guī)律。5. 由測(cè)力實(shí)驗(yàn)和流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)分析前緣渦破裂對(duì)三角翼氣動(dòng)力特性的影響。6. 分析模型外形不同（展弦比、后掠角等）引起的氣動(dòng)特性差異的原因。附錄1. 三角翼煙流顯示試驗(yàn)一概述 煙流顯示分煙管法和煙線法。煙管法是利用油受熱蒸發(fā)的原理，設(shè)計(jì)一個(gè)煙霧發(fā)生器，將煙霧引入風(fēng)洞進(jìn)行流動(dòng)顯示。煙線法是在風(fēng)洞模型的上游橫放一根與來(lái)流垂直的金屬電阻絲線，或在模型特定位置固定金屬電阻絲線，實(shí)驗(yàn)前在金屬電阻絲線上涂上一層油，實(shí)驗(yàn)時(shí)，通電使金屬電阻絲線發(fā)熱，油

12、受熱發(fā)煙，形成白色煙霧，隨氣流向下游流去。該方法是一種三維立體顯示復(fù)雜流動(dòng)（如分離流動(dòng)和旋渦流動(dòng)）的非常簡(jiǎn)便有效的手段。其技術(shù)特點(diǎn)是可以在風(fēng)洞中比較方便和迅速地獲得模型的空間流態(tài)?？梢灾庇^的了解流體繞過(guò)模型表面發(fā)生分離的位置、分離方式和特點(diǎn)以及旋渦的空間演化過(guò)程。二煙線流動(dòng)顯示的實(shí)驗(yàn)原理：煙流顯示的煙線技術(shù)是利用電阻絲加熱的原理，當(dāng)使一根0.1mm的金屬電阻絲表面均勻涂抹上發(fā)煙油時(shí)，由于油的表面張力，這些油在電阻絲上會(huì)形成一系列小油珠。當(dāng)電阻絲通電加熱時(shí)，油滴因受熱氣化而形成油蒸氣，并隨氣流離開(kāi)電阻絲后，在常溫的氣流中又立即凝結(jié)成十分細(xì)小的油霧滴（該霧滴屬于蒸汽冷凝的氣溶膠，是直徑約為1mm的

13、微小液態(tài)粒子）。這些霧微粒跟隨氣流流動(dòng)而顯示可見(jiàn)的繞流形態(tài)，所以煙線顯示實(shí)質(zhì)上是以油的霧滴為示蹤粒子的流動(dòng)顯示方法。煙線顯示實(shí)驗(yàn)用的發(fā)煙油應(yīng)以發(fā)煙白、濃密、無(wú)毒、無(wú)腐蝕性且有足夠的粘性，通常風(fēng)洞煙線顯示實(shí)驗(yàn)選擇甘油和石蠟油。這些油的表面張力很大，在1cm長(zhǎng)的電阻絲上可凝結(jié)成約8個(gè)小油珠，加熱后將產(chǎn)生8條煙線。三煙線流動(dòng)顯示的基本方法：煙線技術(shù)就是使金屬電阻絲通電受熱，使涂抹在金屬電阻絲上的油蒸發(fā)產(chǎn)生煙霧，但這種方法產(chǎn)生的煙霧量少、時(shí)間短，要想獲得理想的流動(dòng)顯示照片（圖像）必須掌握好拍攝的時(shí)機(jī)，并對(duì)相機(jī)（攝像機(jī)）、光源以及發(fā)煙裝置進(jìn)行同步控制。發(fā)煙用的電阻絲宜采用電阻率大、強(qiáng)度高、韌性好的材料，

14、如鉑絲、鎢絲及鎳鉻絲。絲徑的選擇，按以電阻絲直徑d為特征長(zhǎng)度的雷諾數(shù)40為準(zhǔn)則選取。電阻絲的通電電源為直流電源，且電源電壓是可調(diào)的，通常調(diào)節(jié)范圍為幾十伏300V。發(fā)煙油宜選擇粘度大的油品（甘油和石蠟油）。發(fā)煙濃度的改變是靠調(diào)節(jié)煙線兩端的電壓來(lái)獲取的，當(dāng)風(fēng)洞試驗(yàn)段流場(chǎng)中的風(fēng)速提高時(shí)，為了保證清晰的煙流跡線須提高電阻絲線的發(fā)煙量，為此應(yīng)提高煙線的端電壓。實(shí)際試驗(yàn)中電壓的選取是通過(guò)調(diào)試來(lái)確定的。只要試驗(yàn)段氣流中煙流跡線清晰可辨，就可認(rèn)為電壓調(diào)節(jié)滿足要求。用煙線法顯示的流動(dòng)圖像需利用照相機(jī)或攝像機(jī)進(jìn)行圖像記錄。但由于煙流跡線在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中延續(xù)的時(shí)間很短，給照相（或攝像）帶來(lái)較大困難，為此，可設(shè)計(jì)專門的時(shí)

15、間同步控制電路來(lái)保證能拍攝到清晰的煙流跡線流譜。另外圖像的清晰程度和反差的好壞還取決于光源的安排。煙流顯示圖像記錄對(duì)光源的基本要求是應(yīng)具有足夠的均勻照度，以便得到較強(qiáng)的跡線流譜散射光。對(duì)于攝像通常使用（1000W3000W）新聞燈作為連續(xù)光源。而單幅攝影可使用高亮度的閃光燈。布置光源時(shí)應(yīng)盡量減少物體背影的反射光，通常拍攝背景應(yīng)取成黑色。四 實(shí)驗(yàn)步驟 1） 將電阻絲線放置在與三角翼前緣平行的下表面，離前緣稍后的位置上，由于三角翼材質(zhì)為金屬，因此需使用橡膠墊塊等絕緣材料固定電阻絲線，避免三角翼與電阻絲線直接接觸而發(fā)生短路。2） 將三角翼模型安裝于試驗(yàn)支架上。對(duì)機(jī)翼調(diào)水平。并將機(jī)翼的攻角a調(diào)整到0、

16、側(cè)滑角調(diào)整為0。3） 將電阻絲線與發(fā)煙控制線路連接，并檢查線路連接是否安全準(zhǔn)確。4） 調(diào)整拍攝光源位置直至滿足拍攝要求。5） 試刷發(fā)煙油，按風(fēng)洞運(yùn)行使用要求開(kāi)啟風(fēng)洞，風(fēng)速調(diào)節(jié)到25m/s左右，調(diào)試試驗(yàn)中所需電壓直至煙流跡線清晰可辨。6） 按實(shí)驗(yàn)大綱（或?qū)嶒?yàn)任務(wù)書(shū)）完成模型煙線流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)。附錄2. 三角翼表面油流顯示試驗(yàn)一概述 表面油流顯示技術(shù)是風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)中最常用的流動(dòng)顯示技術(shù)之一，主要用于顯示物面的流動(dòng)圖譜。該方法是一種顯示復(fù)雜流動(dòng)中如分離流動(dòng)和旋渦流動(dòng)的非常簡(jiǎn)便有效的手段。其技術(shù)特點(diǎn)是可以在風(fēng)洞中比較方便和迅速地獲得模型表面的流譜。通過(guò)對(duì)表面油流譜圖的分析可以了解流體在表面發(fā)生分離的位置、分

17、離方式和特點(diǎn)以及旋渦的形成等等。二表面油流顯示的基本原理對(duì)于油流實(shí)驗(yàn)，首先要了解油流譜圖中油流軌跡顯示了氣體繞流中何種特性以及油膜的存在對(duì)表面流動(dòng)特性的影響。為此應(yīng)該分析在外流場(chǎng)作用下物面上油膜運(yùn)動(dòng)的基本方程，從而了解表面油流的基本原理。1. 油膜層油流軌跡線在油流實(shí)驗(yàn)時(shí)，通常將帶有細(xì)微示蹤粒子的油劑薄薄地涂在試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷谋砻嫔?，油膜厚度小于邊界層厚度。因此?dāng)在風(fēng)洞中進(jìn)行吹風(fēng)時(shí)，油膜在邊界層內(nèi)氣流的作用下做緩慢的粘性運(yùn)動(dòng)形成油流譜。油膜的下邊界是物面，應(yīng)滿足無(wú)滑移條件，即在物體表面上油的流速為零。油膜上邊界與氣流相接，在油、氣界面上油流和氣流的速度相等，同時(shí)油流和氣流的剪應(yīng)力也相等。油膜層流動(dòng)應(yīng)

18、滿足動(dòng)量守恒和連續(xù)方程，并滿足油層與氣流界面以及下邊界物面上的邊界條件。考慮到油層很薄，它與氣流邊界層厚度d是同一數(shù)量級(jí)的，并且空氣的粘性比油膜的粘性小很多，它們的比值l=m空氣/m油是小量。因此像物面上邊界層流動(dòng)一樣，對(duì)油層方程進(jìn)行量綱分析，比較各項(xiàng)數(shù)量級(jí)使油層方程簡(jiǎn)化，并可得到像邊界層內(nèi)流動(dòng)一樣的結(jié)論：油膜層中壓力沿油層厚度不變，也就是說(shuō)穿過(guò)油膜層的壓力是常數(shù)。即p2(x,y)= p1(x,y)= p0(x,y)，其中下角標(biāo)“2”表示油層流動(dòng)參數(shù)，“0”表示氣流邊界層外緣上的自由流參數(shù)，“1”表示油膜上氣流邊界層流動(dòng)參數(shù)。2. 油層厚度的影響首先物面上油膜厚度h使試驗(yàn)物體的形狀有所改變。但

19、是在油流實(shí)驗(yàn)時(shí)試驗(yàn)?zāi)Ｐ捅砻嫠康挠蛯雍鼙。乙话阍诖碉L(fēng)的最初1020s內(nèi)物面的油膜厚度還將進(jìn)一步減小，所以可忽略油膜厚度引起的幾何影響。其次當(dāng)在物面上存在油膜時(shí)，物面是油、氣分界面，氣流速度u1、v1在界面上不等于零，破壞了氣流在物面上的無(wú)滑移邊界條件。只要油膜足夠薄，并且所選油劑的粘性系數(shù)比空氣的粘性系數(shù)足夠大，即l1，那么油、氣界面上的氣流速度u1= u2，v1= v2，兩者差是足夠小的。也就是油膜的影響是十分小的， 即（u1/z）z=h（u1/z）z=0；（v1/z）z=h（v1/z）z=0，這時(shí)油流軌跡線方程近似為 式中tyw，txw分別表示氣流在壁面上的摩擦應(yīng)力分量。該方程就是無(wú)油

20、層時(shí)物表面摩擦力線方程。該式表明，油流軌跡線近似地顯示了氣流繞流中物面摩擦力線。因此油流技術(shù)實(shí)際上是一種顯示氣流在物面上摩擦力線圖譜的實(shí)驗(yàn)技術(shù)。三表面油流試驗(yàn)方法表面油流技術(shù)所使用的涂層是一種由油劑與粒度非常細(xì)小的粉末混合組成的。油劑是一種載體，而粉末是一種示蹤粒子。需要指出的是，由于油的粘性、表面張力、模型表面光滑程度、試驗(yàn)風(fēng)速以及試驗(yàn)季節(jié)溫度等條件影響油流圖譜的清晰程度，因此油流試驗(yàn)中涂層的配制，涂刷方法等技術(shù)問(wèn)題有很大的經(jīng)驗(yàn)性。為了獲得更好的效果，可以資料提供的方法為依據(jù)，在正式試驗(yàn)前進(jìn)行一些預(yù)先試驗(yàn)，適當(dāng)調(diào)整涂層配制比例直至獲得清晰的流動(dòng)圖譜。1 涂層配制1） 示蹤粒子為二氧化鈦（白色）粉末。俗稱鈦白粉。使用前應(yīng)先將二氧化鈦烘烤2030分鐘，以去掉二氧化鈦中的水分。然后放入擂缽中研磨成