Экспериментальное исследование длинноволновых турбулентных пристеночных пульсаций давления

• Автор: Котов, Алексей Николаевич
• Шифр специальности: 01.02.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 91 с. : ил.

Оглавление
Введение
Актуальності! проблемы
Условные обозначения
1 Анализ проблемы
1.1 Обзор методов измерения
1.1.1 Краткая предыстория
1.1.2 Волновые фильтры Майданика
1.1.3 Модификации фильтров Майданика
1.1.4 Измерения мембранами
1.1.5 Корреляционные измерения
1.1.6 Двухточечные измерения набегов фазы
1.2 Обзор существующих моделей
1.2.1 Модель Тейлора замороженной турбулентности
1.2.2 Однопараметрические модели. Модель Коркоса
1.2.3 Двухиараметрические модели
1.2.4 Модель Ефимцова
1.2.5 Модели Чейза
1.2.6 Модель Смольякова и Ткаченко
1.2.7 Прочие модели
1.2.8 Мультипликативное и эллиптическое представление двумерных спектров
1.2.9 Влияние фазовой скорости на уровень длинноволновых компонент
1.2.10 Сравнение моделей
1.3 Выводы
2 Работа датчиков под сеткой
2.1 Разрешающая способность датчиков

2.1.1 Постановка задачи
2.1.2 Геометрия датчиков
2.1.3 Волновая характеристика сетки
2.1.4 Корректировочные функции в безразмерном виде
2.1.5 Применение полученных результатов
2.1.6 Выводы
2.2 Прямоугольная сетка как пространственный фильтр
2.2.1 Постановка задачи
2.2.2 Дискретная сетка
2.2.3 Непрерывная сетка
2.2.4 Выводы
3 Анализ источников ошибок при измерениях волнового спектра многоэлементными системами датчиков и способы их уменьшения
3.1 Обратная задача
3.2 Размер и форма приёмника
3.3 Расстояние между датчиками
3.3.1 Наложение волн. Специфика задачи
3.3.2 Оценка величины ошибки
3.3.3 Интерполяция как способ борьбы с наложением волн
3.3.4 Интегральные массивы тензоприёмников
3.4 Пространственная апертура измерительной системы
3.4.1 Разрешающая способность по пространству
3.4.2 Оценка интегральной ошибки
3.4.3 Альтернативный подход к оценке ошибок
3.5 Влияние приборных ошибок
3.6 Взвешивание спектральными окнами
3.7 Оптимизация измерительных решёток
3.7.1 Постановка задачи
3.7.2 Критерии оптимизации
3.7.3 Одномерные антенны
3.7.4 Двумерные решётки
3.8 Выводы по главе

4 Серия экспериментальных исследований с мембранами
4.1 Общая характеристика и цель эксперимента
4.2 Описание экспериментальной установки
4.2.1 Аэродинамическая труба
4.2.2 Изготовление и проверка моделей
4.3 Описание эксперимента
4.4 Обработка данных
4.4.1 Идентификация мод
4.4.2 Интенсиметрический зонд
4.4.3 Добротность модальных резонансов
4.4.4 Эффективная поверхностная масса
4.4.5 Расчёт уровней частотно-волнового спектра
4.4.6 Оценка помех от акустического шума
4.4.7 Оценка помех от конвективного максимума
4.5 Результаты измерений
4.5.1 Спектры колебательной скорости мембран
4.5.2 Измеренные уровни волнового спектра
4.5.3 Охваченная область параметров
4.6 Выводы по главе
Заключение
Литература

2.1.5 Применение полученных результатов
Параметры реального пограничного слоя (масштабы корреляции и фазовая скорость) зависят от частоты. Аппроксимация этих зависимостей, полученных экспериментально, приведена в [10). По заданным параметрам турбулентного пограничного слоя вычисляем безразмерные параметры Л/г и 67гг и подставляем их в (2.15). Так как интегрирование ведётся по волновому числу, то Л/г и 5/^ можно рассматривать как параметры. Также можно получить корректировочную функцию по приведённым безразмерным графикам.
Результаты вычислений для случая аэродинамической трубы П-1 представлены на рис. 2.9. При увеличении радиуса датчика корректировочная функция спадает быстрее, то есть абсолютная величина коррекции увеличивается.
На рис. 2.10 и рис. 2.11 показаны вычисленные корректировочные функции круглых и кольцевых сеток диаметром 2.54 мм для случая полёта на высоте 10 км со скоростью, соответствующей М=0.8, в 10 метрах от носа. При 7 отверстиях в круге заметно небольшое расхождение со сплошной сеткой. При большем числе отверстий расхождения незначительны. Для кольца же расхождений практически нет совсем. Меньшие уровни корректировки по сравнению с лабораторным случаем объясняются большей фазовой скоростью, что смещает конвективный максимум в область меньших волновых чисел.
Корректировочные функции «серповидных» датчиков диаметром 2.9 мм для аэродинамической трубы П-1 представлены на рис. 2.12. По мере открытия отверстий чувствительность датчика повышается, а необходимая коррекция усиливается. Также усиливается и «задувание» потока внутрь датчика, под защитную сетку, создающее дополнительные помехи. Графики для 11 и 12 открытых отверстий, а также для кольца практически совпадают.
На рис. 2.13 приведены корректировки для нары точек на расстоянии 1 мм для аэродинамической трубы. Рассмотрены случаи продольной (по потоку) и поперечной ориентации пары датчиков. Рассмотрены случаи с диаметров отверстий 0.2 мм и с диаметром отверстий 0.4 мм. При расположении отверстий вдоль потока корректировочная функция спадает быстрее, чем при ортогональном расположении пары отверстий. Это объясняется большей скоррелироваиостыо и наличием набега фазы в направлении потока.