“復雜流場精細化測量”?？喗?/h1>
2022-05-21 02:19:36吳杰
實驗流體力學 2022年2期
吳杰
華中科技大學 航空航天學院 武漢 430074
自然界中流動無處不在，涉及到航空航天、能源交通、大氣、生物、醫學等多個領域，與國民經濟和國防安全息息相關。認識和理解流動現象，是實驗流體研究人員的理想與追求。在國家戰略急需原創性成果的大背景下，流體力學與諸多學科交叉發展，復雜流動現象與新問題不斷涌現，發展精細化流場測量技術成為了當下實驗流體力學發展的重要任務之一。
流動測量技術與先進材料、電子技術、激光器等密切相關。目前用于流場測量的方法眾多，如紋影法、粒子成像測速法（Particle Image Velocimetry，PIV）、熱線風速儀技術（Hot-Wire Anemometry，HWA）、聚焦激光差分干涉法（Focused Laser Differential Interferometry，FLDI）、壓力敏感涂料技術（Pressure Sensitive Paint，PSP）、平面激光誘導熒光技術（Planer Laser Induced Fluorescence，PLIF）、內窺式光纖傳感器，以及新型柔性智能蒙皮測量等。傳統紋影法僅能定性表征流場密度梯度，而衍生的背景紋影技術能夠實現溫度場和密度場的定量測量；一系列快速響應、高時空分辨率測試技術（如聚焦激光差分干涉技術、磁納米粒子測溫技術）已得到廣泛應用并獲取了新的流動現象。溫敏漆、壓敏漆測量技術可獲取模型表面的溫度/壓力分布；內窺式光纖傳感器可準確表征發動機燃燒過程，實現對燃燒過程的在線監測；表面柔性電子傳感器技術具備多布點、多物理場數據同步測量能力，解決了變構飛行器三維復雜形變測量的難題；剪切敏感液晶涂層技術實現了壁面摩擦力矢量場全局測量；層析粒子圖像測速技術具備三維速度場重構能力?？傮w而言，從定性測量到定量測量，從低速流場測量到高速流場測量，從局部流場測量到全局流場測量，從單一流場參數測量到多參數同步測量，從常規環境測量到極端環境測量，當前實驗流體測量技術取得了長足發展。
研究人員在流場精細化測量探索的過程中取得了豐碩成果，提出了一系列新的實驗方法和新的測試技術，有大量寶貴的研發經驗需要總結。通過相互學習與交流，不斷吸納新的學科知識、豐富和完善實驗手段、提升自主創新能力，是流場測量技術領域科技工作者的共同愿望。為集中展示該領域的最新研究進展，促進學術交流，推動相關產業發展，《實驗流體力學》策劃出版了“復雜流場精細化測量”?？?，得到了領域內諸多專家的積極響應，在此表示誠摯感謝。此次?？寮热葚S富，覆蓋新型測試技術和方法、復雜流動結構測量以及極端工況測量等領域，既總結了近年來國內外復雜流場精細化測量技術的發展，又展示了近期有關技術的新進展。希望本專刊對于推動復雜流場測量的相關理論、技術和應用研究等都能起到積極的促進作用。
吳杰（1986— ），男，湖北仙桃人，副教授，博士生導師；中國空氣動力學會理事、中國空氣動力學高超聲速專委會與測控專業委員會委員；《空氣動力學學報》《實驗流體力學》青年編委，《氣體物理》《氣動研究與實驗》編委；中國空氣動力學教學指導組組員。長期從事高超聲速實驗空氣動力學與流場精細測量研究，主持某部重大基礎課題、共用技術項目、國家自然基金項目等科研任務，突破毫秒級快開閥研制難題，主持建成Φ0.5米快開閥式Ludwieg管馬赫數6高超聲速風洞，開展了Ludwieg管高超聲速風洞新型氣動布局和高超聲速流場擾動精細化測量等研究，在AIAA Journal、Experiments in Fluids 等期刊發文30余篇，授權發明專利14項。
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吳杰
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流動測量技術與先進材料、電子技術、激光器等密切相關。目前用于流場測量的方法眾多，如紋影法、粒子成像測速法（Particle Image Velocimetry，PIV）、熱線風速儀技術（Hot-Wire Anemometry，HWA）、聚焦激光差分干涉法（Focused Laser Differential Interferometry，FLDI）、壓力敏感涂料技術（Pressure Sensitive Paint，PSP）、平面激光誘導熒光技術（Planer Laser Induced Fluorescence，PLIF）、內窺式光纖傳感器，以及新型柔性智能蒙皮測量等。傳統紋影法僅能定性表征流場密度梯度，而衍生的背景紋影技術能夠實現溫度場和密度場的定量測量；一系列快速響應、高時空分辨率測試技術（如聚焦激光差分干涉技術、磁納米粒子測溫技術）已得到廣泛應用并獲取了新的流動現象。溫敏漆、壓敏漆測量技術可獲取模型表面的溫度/壓力分布；內窺式光纖傳感器可準確表征發動機燃燒過程，實現對燃燒過程的在線監測；表面柔性電子傳感器技術具備多布點、多物理場數據同步測量能力，解決了變構飛行器三維復雜形變測量的難題；剪切敏感液晶涂層技術實現了壁面摩擦力矢量場全局測量；層析粒子圖像測速技術具備三維速度場重構能力?？傮w而言，從定性測量到定量測量，從低速流場測量到高速流場測量，從局部流場測量到全局流場測量，從單一流場參數測量到多參數同步測量，從常規環境測量到極端環境測量，當前實驗流體測量技術取得了長足發展。
研究人員在流場精細化測量探索的過程中取得了豐碩成果，提出了一系列新的實驗方法和新的測試技術，有大量寶貴的研發經驗需要總結。通過相互學習與交流，不斷吸納新的學科知識、豐富和完善實驗手段、提升自主創新能力，是流場測量技術領域科技工作者的共同愿望。為集中展示該領域的最新研究進展，促進學術交流，推動相關產業發展，《實驗流體力學》策劃出版了“復雜流場精細化測量”?？?，得到了領域內諸多專家的積極響應，在此表示誠摯感謝。此次?？寮热葚S富，覆蓋新型測試技術和方法、復雜流動結構測量以及極端工況測量等領域，既總結了近年來國內外復雜流場精細化測量技術的發展，又展示了近期有關技術的新進展。希望本專刊對于推動復雜流場測量的相關理論、技術和應用研究等都能起到積極的促進作用。
吳杰（1986— ），男，湖北仙桃人，副教授，博士生導師；中國空氣動力學會理事、中國空氣動力學高超聲速專委會與測控專業委員會委員；《空氣動力學學報》《實驗流體力學》青年編委，《氣體物理》《氣動研究與實驗》編委；中國空氣動力學教學指導組組員。長期從事高超聲速實驗空氣動力學與流場精細測量研究，主持某部重大基礎課題、共用技術項目、國家自然基金項目等科研任務，突破毫秒級快開閥研制難題，主持建成Φ0.5米快開閥式Ludwieg管馬赫數6高超聲速風洞，開展了Ludwieg管高超聲速風洞新型氣動布局和高超聲速流場擾動精細化測量等研究，在AIAA Journal、Experiments in Fluids 等期刊發文30余篇，授權發明專利14項。
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