旋转多圆柱测量仪冰风洞试验研究

论文摘要

随着我国大型冰风洞即将建立,建立统一的有关防冰/除冰的冰风洞试验技术标准变得非常迫切和需要。气象参数指标是冰风洞试验的关键技术所在,因此云层的特性参数:液态水含量(LWC)和水滴直径(MVD)的准确测量变得很重要。水含量及水滴尺寸的测量方法有很多,本文在总结国外文献的基础上,结合我国目前的冰风洞试验研究现状,进行了旋转多圆柱冰风洞试验研究,给出了一套旋转多圆柱测量水滴参数方案。前两章介绍了水滴参数测量的重要性以及国外目前分别测量LWC和MVD的各种仪器;着重阐述了旋转多圆柱测量水滴参数的原理以及数据分析程序;并针对本次设计的仪器编制了相应的数据分析软件。第三章着重讨论了旋转多圆柱的设计,并对其在冰风洞的使用进行了研究,提出了在相同结冰条件下使用旋转单圆柱校准LWC,编制了相应的单圆柱分析软件。第四章着重阐述了试验台的搭建、测量步骤、测量方法以及测试结果分析,并对试验过程中发现的问题提出了解决方案。最后在第五章对论文进行了总结,并对旋转多圆柱测量水滴参数进一步试验研究提出了展望。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 飞机结冰对其性能的影响
• 1.1.1 升力表面结冰
• 1.1.2 发动机进气道及动力装置结冰
• 1.1.3 风挡玻璃、测温、测压传感头结冰
• 1.2 飞机在结冰气象条件下飞行时冰的形成特点
• 1.2.1 结冰强度和结冰程度
• 1.2.2 冰形
• 1.3 国内外冰风洞现状
• 1.4 结冰风洞的关键技术
• 1.5 水滴参数测量技术研究的重要性
• 1.6 本文研究内容
• 第二章 旋转多圆柱测试技术
• 2.1 国内外水滴测试技术的研究概况
• 2.1.1 MVD 测量仪器
• 2.1.2 LWC 测量仪器
• 2.2 旋转多圆柱的工作原理
• 2.2.1 工作原理
• 2.2.2 数据分析方法
• 2.3 旋转多圆柱水滴参数分析程序
• 2.3.1 圆柱水滴撞击特性分析
• 2.3.2 旋转圆柱的结冰量分析
• 2.3.3 水滴参数分析
• 2.3.4 分析软件编写
• 2.4 本章小结
• 第三章 旋转多圆柱设计
• 3.1 旋转多圆柱的设计和加工
• 3.1.1 圆柱的直径确定
• 3.1.2 圆柱之间的连接方式
• 3.2 结冰时间的确定
• 3.3 Ludlam 极限
• 3.4 圆柱旋转速度的定性分析
• 3.5 旋转多圆柱测量 LWC 的校准
• 3.6 本章小结
• 第四章 旋转多圆柱冰风洞试验研究
• 4.1 引言
• 4.2 试验大纲
• 4.2.1 试验装置
• 4.2.2 试验目的
• 4.2.3 试验参数的确定
• 4.2.4 试验步骤
• 4.2.5 试验测量方法
• 4.3 圆柱上的结冰情况
• 4.4 试验数据记录及分析
• 4.5 试验误差分析
• 4.5.1 偶然误差（随机误差）
• 4.5.2 系统误差
• 4.5.3 误差的求和
• 4.6 试验过程中遇到的问题及改进方案
• 4.7 本章小结
• 第五章 结论
• 5.1 工作总结
• 5.2 工作展望
• 参考文献
• 致谢
• 研究生期间发表的论文
• 附录一 旋转多圆柱水滴参数分析流程图
• 附录二 旋转多圆柱装配图
• 附录三 旋转单圆柱水滴参数分析流程图
• 附录四 试验记录表