基于恒压式热膜探头的高超声速流场测量关键技术研究

项目名称： 基于恒压式热膜探头的高超声速流场测量关键技术研究

项目编号： No.51176075

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2012

项目学科： 能源与动力工程

项目作者： 张天宏

作者单位： 南京航空航天大学

项目金额： 60万元

中文摘要： 热式风速仪因其突出的动态特性和边界探测能力而成为高超声速流场实验研究颇具前途的测试工具之一，特别适于高超声速边界层湍流特性研究。目前国内外使用的风速仪一般采用恒温式热线探头，适合用于300m/s 以下流速。本项目采用恒压式热膜探头，既保证高超声速流场中的耐用性，又具有平坦宽频动态特性。根据传热学原理采用建模技术对热膜和衬底的选材、探头几何构型进行优化设计，研究适用于高超声速流场测量的热膜探头；为满足高超声速流场的高频动态测量要求，对热膜探头采取恒压控制方式，控制电路中采用低噪声宽频带放大器和宽带补偿网络，通过电路仿真和频率特性测试实现控制电路的优化设计；在高超声速风洞环境下开展恒压式热膜探头测量系统的标定和验证试验，研究热膜探头动态时间常数的原位测量和基于人工神经网络的热膜探头自动校准方法，以提高实际测量应用的效率。最终实现马赫数6左右的流速测量系统，为高超声速推进技术研究奠定基础。

中文关键词： 高超声速；热式风速仪；热膜探头；恒压控制电路；校准

英文摘要：

英文关键词： hypersonic；thermal anemometer；hot-film probe；constant-vaotage control circuit；calibration