Измерение полей скоростей в недорасширенной затопленной горячей струе газа с помощью лазерного измерителя скорости (piv-метод)

Авторы

Аврашков В. Н.^1*, Гнесин Е. М.^**, Давиденко Д. М.^2***, Мещеряков Д. В.^1*, Шаво К. ²

1. Московский авиационный институт (национальный исследовательский университет), 125993, г. Москва, Волоколамское шоссе, д. 4
2. Laboratoire de Combustion et Systemes Reactifs, CNRS, Orleans, France, PhD.,

*e-mail: aerospace@mai.ru
**e-mail: intermigmile@mail.ru
***e-mail: chauveau@cnrs-orleans.fr

Аннотация

Целью настоящей работы является демонстрация использования PIV-метода для точного измерения полей скоростей в установившейся недорасширенной горячей свободной струе. В работе описан генератор горячего газа, способный создавать струю с начальным диаметром 25 мм, с полным давлением до 4 МПа и полной температурой до 2200 К, а также изложена использованная методика определения параметров торможения. В описании применения PIV-метода большое внимание уделяется выбору компонентов PIV-системы и техники посева. Представлены экспериментальные результаты наблюдаемой структуры струи и непосредственного измерения геометрии диска Маха. При анализе результатов исследования поля скоростей принимались во внимание тип частиц посева, а также параметры торможения струи. Сравнивались результаты экспериментального и численного моделирования для валидации измерений поля скоростей.

Ключевые слова:

горение, сверхзвуковая струя, PIV-метод, измерение скоростей.

Библиографический список

1. Johe C, Duffner P, Haertig J, Demeautis C (1996). PIV: Validation en ecoulement subsonique et supersonique. 5th Congres Francophone de Velocimetrie Laser, Rouen, France, September.

2. Humphreys WM, Rallo RA, Hunter WW, Bartram SM (1993). Application of particle velocimetry to Mach 6 flows. 5th International Conference of Laser Anemometry, Advances and Applications, Veldhoven, Netherlands, August.

3. Haertig J, Havermann M, Rey C, George A (2001). PIV measurements in Mach 3.5 and 4.5 shock tunnel flows. AIAA paper 2001-0699, 39th Aerospace Sciences Meeting and Exhibit, Reno/NV, USA, 8-11 January.

4. Weisgerber H, Martinuzzi R, Brummund U, Magre P. (2001). Mesures de vitesse par PIV dans une combustion supersonique hydrogene-air a Mach 2. 37th Colloque dAerodynamique Appliquee, Arcachon, France, 28-30 March.

5.  Аврашков В.Н., Метелкина Е.С., Мещеряков Д.В. Огневой подогреватель воздуха для исследования камер сгорания широкодиапазонных ПВРД// Вестник МАИ. 2008. Т.15. №5. С. 44-52.

6. Токарев М.П., Маркович Д.М., Бильский А.В. Адаптивные алгоритмы обработки изображений частиц для расчета мгновенных полей скоростей// Вычислительные технологии. 2007. Т. 12. № 3. Новосибирск: Институт теплофизики СО РАН.