剪切敏感液晶涂层颜色变化特性及其用于壁面摩擦力场测量方法研究

基本信息
批准号:11602107
项目类别:青年科学基金项目
资助金额:22.00
负责人:赵吉松
学科分类:
依托单位:南京航空航天大学
批准年份:2016
结题年份:2019
起止时间:2017-01-01 - 2019-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:江秀强,焦运,管成林,王宇凯
关键词:
摩擦力矢量场颜色变化特性风洞试验剪切敏感液晶涂层曲面匹配
结项摘要

Wall shear stress is an important fluid parameter, and much valuable information can be gained from visualizing and measuring shear stress patterns on solid surfaces. So any means to measure shear stress efficiently and with a high spatial resolution would be very interesting. .Shear-sensitive liquid crystal (SSLC) coating technique is a non-intrusive global wall shear stress measurement technique. The present project investigates the SSLC coating technique in wind tunnel test. Firstly, the color-play characteristic of SSLC coating under normal illumination is investigated. Then the multi-view measurement technique originally proposed by Reda et al. is improved by using several synchronized cameras placed at different circumferential angles but constant above plane angle, and a real-time measurement / display of wall shear stress vector field on planar surface is developed. After that, a novel approach based on surface matching is proposed for measurement of wall shear stress from images captured at variable above plane angles. Finally, the color-play characteristic of SSLC under oblique illumination is investigated and the approach based on surface matching is further extended to the measurement of wall shear stress on curved surface. Through this research project, a real-time measurement / display of shear stress vector field on a planar surface or curved surface is developed. .The achievements of the present project are expected to be used in boundary layer researches, flow control, aerodynamic drag reduction and other fields.

壁面摩擦力是空气动力学领域的一个重要参数,许多重要信息可以通过测量或者显示表面摩擦力分布获取,因此快速、准确测量摩擦力具有重要意义。.剪切敏感液晶(SSLC)涂层技术是一种能够测量壁面摩擦力矢量场的非接触式全局测量方法。本项目在风洞试验中开展SSLC涂层技术研究:对SSLC涂层相关基础技术和在法向光线照射下SSLC涂层颜色变化特性进行研究;对Reda等人提出的多视角测量方法进行了改进,采用多个相机同步工作,实时测量/显示平面摩擦力矢量场;对于相机俯视角可变情况,提出了基于曲面拟合的SSLC涂层颜色校准方法和基于曲面匹配的摩擦力矢量场测量方法;最后探索了在倾斜光线照射下SSLC涂层颜色变化特性,将曲面匹配法进一步推广用于测量曲面表面摩擦力矢量场。通过本项目研究,建立一种实时测量/显示平面和曲面表面摩擦力矢量场的方法。.本项目的研究成果有望在边界层理论研究、流动控制、气动减阻设计等领域得到应用。

项目摘要

壁面摩擦力是空气动力学领域的一个重要参数,许多重要信息可以通过测量或者显示表面摩擦力分布获取,但是摩擦力的测量一直是一项技术挑战极大的工作。.剪切敏感液晶(SSLC)涂层技术是一种能够测量壁面摩擦力矢量场的非接触式全局测量方法,通过测量SSLC涂层颜色解算壁面摩擦力场。本项目对基于SSLC涂层的摩擦力场测量方法进行研究,设计并搭建了一套基于六台同步相机的摩擦力场测量装置,基于曲线拟合法和曲面匹配法分别发展了壁面摩擦力场解算方法,应用所发展的方法测量了几种典型流动的壁面摩擦力矢量场,包括亚声速射流、超声速射流、圆柱绕流、突起物绕流等。实验结果表明,所发展的方法能够高分辨率测量亚声速流动和超声速流动的摩擦力矢量场,详细捕获了射流、激波和绕流等流动的特征,并且测量结果与采用传统流动显示技术(油流技术等)显示的结果比较一致。.本项目的研究工作从原理方法上和工程实践上将SSLC涂层测量技术向前推动了一步,研究工作经过进一步完善可用于风洞实验中测量壁面摩擦力矢量场。.

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

近 40 年米兰绿洲农用地变化及其生态承载力研究

DOI:
发表时间:2020
2

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

疏勒河源高寒草甸土壤微生物生物量碳氮变化特征

DOI:10.5846/stxb201912262800
发表时间:2020
3

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

基于ESO的DGVSCMG双框架伺服系统不匹配 扰动抑制

DOI:
发表时间:2018
4

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

敏感性水利工程社会稳定风险演化SD模型

DOI:10.16265/j.cnki.issn1003-3033.2021.04.003
发表时间:2021
5

吉林四平、榆树台地电场与长春台地磁场、分量应变的变化分析

吉林四平、榆树台地电场与长春台地磁场、分量应变的变化分析

DOI:10.14075/J.gg.2016.11.015
发表时间:2016

赵吉松的其他基金

相似国自然基金

1

构造煤摩擦面与剪切摩擦作用机制研究

批准号:41402136
批准年份:2014
负责人:李明
学科分类:D0208
资助金额:29.00
项目类别:青年科学基金项目
2

低表面能涂层对流体边界层中壁面摩擦力影响的研究

批准号:19872063
批准年份:1998
负责人:田军
学科分类:A0909
资助金额:13.00
项目类别:面上项目
3

梯度纳米贝氏体化涂层剪切带增强增韧调控及其摩擦学行为研究

批准号:51705447
批准年份:2017
负责人:周野飞
学科分类:E0505
资助金额:24.00
项目类别:青年科学基金项目
4

一种新的壁面滑移测量方法及其在油膜润滑中的应用

批准号:50875136
批准年份:2008
负责人:郭峰
学科分类:E0505
资助金额:30.00
项目类别:面上项目