测压孔的直径要多小测量才够精确?

2022-01-14 12:23
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测量模型表面压强是风洞实验的一项重要工作内容。测压孔径的选取很有讲究:过大会形成系统误差,过小又会带来加工困难。国军标[1]要求低速风洞飞机模型的测压孔径在0.3-0.8mm之间。大孔径到底带来了多少的误差?1960年发表的一篇论文对这一问题进行了详细的对比。Shaw[2]发现孔径d与壁面切应力大小 是决定测量误差的两个主要因素。

上图取自文献[3],图内数据来自于Shaw[2]。图中横轴为以壁面单元表示的孔径大小, 纵轴为测量系统误差与壁面切应力的比值 。数据显示:当时,呈线性关系。若测量点的切应力已知,可用该关系估算系统误差量。

另外,国军标[1]还规定测压孔加工后不能有毛刺,表面粗糙度要在3.2微米以下。有毛刺会产生多大误差呢?Shaw[2]也对该问题进行了研究。他发现管径不变的情况下,粗糙度越大,测量误差越大(见下图,该图也取自文献[3])。利用Shaw提供的数据可以估算毛刺对测量造成的影响。比如,如果测压孔径不变, 毛刺高度,我们可以利用 Shaw提供的曲线进行初步估算

文献:

[1] GJB180A-2006 低速风洞飞机模型设计准则
[2] Shaw, JFM 1960, 10.1017/S0022112060000281
[3] McKeon & Engler, Pressure Measurement Systems, in Springer Handbook of Experimental Fluid Mechanics, Springer, http://link.springer.com/10.1007/978-3-540-30299-5