【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法及系统，属于气动热试验研究领域。
技术介绍
1、电弧加热设备常用于飞行器热防护材料和系统考核与验证，试验参数的准确测量是试验有效性的必要条件。自20世纪50年代开始，电弧加热设备就用于地球大气再入环境的模拟，至今依然在用的许多测量方法也源于那个时候，电弧风洞地面试验主要测量的参数包括热流密度、焓、压力，其中热流密度是表征飞行器气动加热环境的关键参数。目前电弧风洞试验热流测量的主要方法是基于塞式量热计一维导热的假设，基于铜块+隔热套的结构开展热流测量，但高热流条件隔热套会由于过热烧蚀而造成测热困难，因此该种手段一般适用于100-5000kw/m2，适用范围受限。同时飞行器的飞行速度越来越高，对热环境的精细化测量提出了进一步的需求，对于一些局部结构、凸起、干扰区的热流也有更进一步的要求，要求热流传感器的测量的精度更高、传感器的尺度更小、响应更快、适用范围更宽，并能适应局部复杂结构热流测量需要。目前发展的同轴量热计有巨大的应用潜力，同轴量热计目前基本为外环镍铬-内环康铜的结构，主要应用于激波风洞等瞬态脉冲型风洞设备，由于其有效时间很短，往往在数百微秒到数十毫秒，同轴量热计的温升在几度到数十度，镍铬-康铜的热物性参数(热导率、比热、密度)可以认为保持不变，取一常数即可开展热流测量和计算，但对于电弧风洞，其为连续运行风洞，热流传感器与气体的有效测试时间要长很多，在秒到数十秒量级，同轴量热计的表面温度可以到1000k,此时镍铬-康铜的热物性参数(热导率、比热、密度)不在是一个常数，而随着温
技术实现思路
1、本专利技术的技术解决问题：提供一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法及系统，提出了一种同轴测热热扩散系数温度修正函数α(t)，实现对电弧风洞试验热流密度的准确测量。
2、本专利技术的上述目的主要是通过如下技术方案予以实现的：
3、一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，包括：
4、建立电弧风洞试验流场；
5、在电弧风洞试验流场中，利用同轴量热计对平板模型测试件或驻点模型测试件的热环境进行测量，获得同轴量热计的表面温度随时间变化曲线t(t)，t为同轴量热计的表面温度，t为测量时刻；
6、根据所述温度随时间变化曲线t(t)，计算热扩散系数温度修正函数α(t)；
7、根据所述温度随时间变化曲线t(t)和热扩散系数温度修正函数α(t),进行热流修正计算，获得修正的热流qn，n表示曲线t(t)中离散点的第n个点。
8、在上述电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法中，所述热扩散系数温度修正函数α(t)的计算公式如下：
9、α(t)＝a+bt+ct2
10、其中，a、b、c均为修正系数。
11、在上述电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法中，修正系数a、b、c的取值为：a＝0.70627,b＝0.001,c＝-6.799×10-8。
12、在上述电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法中，根据所述温度随时间变化曲线t(t)和热扩散系数温度修正函数α(t),进行热流修正计算，获得修正的热流qn，包括：
13、
14、其中，i表示第i个离散点，σ0表示温度为300k时的热扩散。
15、在上述电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法中，所述热扩散σ0的取值满足：σ0＝8000-8700j/(s0.5m2k)。
16、在上述电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法中，利用同轴量热计对平板模型测试件或驻点模型测试件的热环境进行测量，获得同轴量热计的表面温度随时间变化曲线t(t)的有效测试时间t’满足：
17、对于平板模型测试件：t’＝1～10s；
18、对于驻点模型测试件：t’＝0.1～0.5s。
19、在上述电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法中，所述同轴量热计的表面温度t满足：t≤1000k。
20、一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正系统，包括：
21、曲线生成模块，在建立的电弧风洞试验流场中，利用同轴量热计对平板模型测试件或驻点模型测试件的热环境进行测量，获得同轴量热计的表面温度随时间变化曲线t(t)，t为同轴量热计的表面温度，t为测量时刻；
22、第一计算模块，根据所述温度随时间变化曲线t(t)，计算热扩散系数温度修正函数α(t)；
23、第二计算模块，根据所述温度随时间变化曲线t(t)和热扩散系数温度修正函数α(t),进行热流修正计算，获得修正的热流qn，n表示曲线t(t)中离散点的第n个点。
24、一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现上述方法的步骤。
25、一种计算机程序产品，包括计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。
26、本专利技术实施例与现有技术相比至少包含如下有益效果：
27、(1)本专利技术实施例公开了一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，提出了一种同轴测热热扩散系数温度修正函数α(t)，根据温度随时间变化曲线t(t)和热扩散系数温度修正函数α(t),进行热流修正计算，获得修正的热流qn，可以实现对电弧风洞地面试验热流的准确测量。
28、(2)本专利技术实施例公开了一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，可以适用于电弧风洞平板模型试验和驻点模型试验测热，热流测试适用于非常宽，覆盖10kw/m2-30000 kw/m2，应用范围广阔。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，所述热扩散系数温度修正函数α(T)的计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，修正系数A、B、C的取值为：A＝0.70627,B＝0.001,C＝-6.799×10-8。
4.根据权利要求1所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，根据所述温度随时间变化曲线T(t)和热扩散系数温度修正函数α(T),进行热流修正计算，获得修正的热流qn，包括：
5.根据权利要求4所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，所述热扩散σ0的取值满足：σ0＝8000-8700J/(s0.5m2K)。
6.根据权利要求4所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，利用同轴量热计对平板模型测试件或驻点模型测试件的热环境进行测量，获得同轴量热计的表面温度随时间变化曲线T(t)的有效测试时间t’满足：
7.根据权利要求4所述的电
8.一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正系统，其特征在于，包括：
9.一种计算机装置，包括存储器、处理器及存储在存储器上的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序以实现权利要求1所述方法的步骤。
10.一种计算机程序产品，包括计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1所述方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，所述热扩散系数温度修正函数α(t)的计算公式如下：
3.根据权利要求2所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，修正系数a、b、c的取值为：a＝0.70627,b＝0.001,c＝-6.799×10-8。
4.根据权利要求1所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，根据所述温度随时间变化曲线t(t)和热扩散系数温度修正函数α(t),进行热流修正计算，获得修正的热流qn，包括：
5.根据权利要求4所述的电弧风洞试验同轴量热计测热修正方法，其特征在于，所述热扩散σ0的取值满足：σ0＝8000-8700j/(s0....
【专利技术属性】
技术研发人员：曾徽，杨忠凯，陈智铭，李飞，周磊，
申请(专利权)人：中国航天空气动力技术研究院，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。