У цьому третьому відео з нашої серії «Як працюють аеродинамічні труби» ми розглядаємо методи вимірювання в аеродинамічних трубах – як одні з найпоширеніших, так і інноваційні.
Сили і моменти
Одним із найважливіших вихідних параметрів випробування в аеродинамічній трубі є сили та моменти, що діють на об’єкт. Щоб отримати їх, об’єкт зазвичай під’єднується до тривимірного балансу сил, який є пристроєм, який може вимірювати сили та моменти навколо трьох перпендикулярних осей.
Важливо переконатися, що вплив з’єднувальної частини не сильно заважає повітряному потоку, тому їм часто надають аеродинамічний профіль.
Вимірювання поверхневого тиску
Для вимірювання статичного тиску на поверхні можна використовувати напірні крани. Це невеликі отвори, просвердлені перпендикулярно до поверхні за допомогою трубки, прикріпленої до кожного отвору в моделі. Потім ці трубки надсилаються до датчика тиску, який зазвичай розташований за межами аеродинамічної труби, де тиск вимірюється та реєструється.
Якщо ви хочете виміряти тиск у багатьох місцях на поверхні вашого об’єкта, ви швидко отримаєте величезний набір кабелів, які потрібно вивести назовні. Це те, що вам потрібно враховувати під час розробки прототипу.
Крім того, ви можете працювати з мініатюрними датчиками тиску, які підходять до вашої моделі, а потім перетворювати вимірювання в цифрові дані, які потім надсилаються в зовнішній світ через один кабель, щоб заощадити місце.
3D вимірювання витрати
- Дим: один із найстаріших і найпоширеніших методів – випускати дим перед об’єктом, щоб відстежити шлях повітря. Це може привести до дуже глибокої інформації щодо того, де розташована точка поділу, який розмір певних вихрових структур і так далі. Але визначити місцеві швидкості течії досить складно, тому протягом багатьох років було розроблено низку альтернатив.
- PIV – вимірювання швидкості зображення частинок: частинки-індикатори вивільняються вище за течією області, що цікавить. Розмір, щільність… цих частинок вибрано таким чином, щоб вони добре йшли за реальним потоком, не падаючи на землю та не порушуючи структуру потоку. Потім вони освітлюються, як правило, у двовимірній площині за допомогою лазера. Потім їх знімають високошвидкісними камерами перпендикулярно цій площині. Відстежуючи та відстежуючи положення окремих частинок між послідовними ударами, можна реконструювати їхній шлях і обчислити вектор швидкості та поле потоку.
- 3D вимірювальні зонди: шляхом вимірювання різниці тисків у головці цих зондів із кількома отворами можна отримати статичний тиск і загальний тиск, кут атаки та швидкість. Якщо потім відстежити положення самого зонда в 3D, можна реконструювати 3D-поле потоку.