超音速探針結構對測量精度影響的數值研究

楊 博，李龍飛，武建紅，馬 虎*，周勝兵

(1.南京理工大學 機械工程學院，江蘇 南京 210094; 2.西安航天動力研究所，陜西 西安 710100;3.中國航空工業集團公司 北京長城計量測試技術研究所，北京 100095;4.重慶大學 航空航天學院，重慶 400044)

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壓力探針作為研究流場特性的重要工具之一，被用于研究壓氣機流場、渦輪轉子出口流場、渦輪導向器出口流場、大分離流場、超音速流場等多種流場，因此其可靠性一直受到學者們的廣泛關注。張有分析了國外的超音速探針實驗研究，并以此為基礎設計并標定了10種探針。趙彬等用CFD軟件對超音速條件下壓力探針校準特性進行了數值模擬；沈天榮等對風洞七孔壓力探針進行了研究；文獻[13-16]對七孔探針標定做出了貢獻；白亞磊等采用數值計算的方法對七孔探針標定方法進行了研究。針對高溫條件和低溫條件等特殊條件下使用的壓力探針學者們也投入了大量的精力進行研究。左澤敏等對航空發動機用高溫總壓探針疲勞壽命進行了研究；熊建軍等設計了防冰總壓探針和靜壓探針及其控制系統；祖孝勇等設計了有除冰功能的總壓探針。

當前，超音速飛行器已經成為了航空航天領域的研究熱點，對于超音速流場的研究也越來越多。在超音速流場中，探針頭部會產生激波，這使得探針測量的數據是激波后的數據。探針安裝條件、頭部形狀等因素都會對激波產生影響，致使激波后的測量參數與實際來流正激波后理論參數不同，這些誤差導致計算得到的來流速度與真實速度不符，不利于對超聲速流場的研究。……