一定温度麻酔:乱流境界層の流れを研究するツール

1. ホットワイヤシステムの動的応答決定

この手順の目的は、向間計システムがフロー信号の変化に応答する速度を理解することです。この機能は、正方形の波を適用して信号のオンとオフを切り取ったときの周波数応答を測定することによって測定されます。

1. サポートシャフトを使用して、風洞内のCTAシステムのホットワイヤプローブを固定します。
2. DC電源、信号発生器、オシロスコープをセットアップし、図2(a)に示すように接続します。信号発生器はホイートストーン橋に正方形波入力を供給し、出力波形はオシロスコープで可視化されます。
3. ホットワイヤ電源、オシロスコープ、信号発生器をオンにします。
4. 150 mVの振幅と10 kHzの周波数で正方形の波を出力する信号発生器を設定します。
5. オシロスコープの出力信号を観察し、出力波形式の周波数と振幅が正しいことを確認します。
6. テストセクションを閉じ、シリアルポートを差し込みます。風洞をオンにし、対気速度を時速 40 マイルに設定します。
7. 気流が安定したら、オシロスコープから信号オーバーシュートの幅を測定します。τの定義については、図 3 を参照してください。
8. この方程式を使用してホットワイヤシステムのカットオフ周波数を取得するには、τの測定値を使用します: f_cut = 1/1.5τ.
9. 風洞を消せ

2. ホットワイヤキャリブレーション

この手順の目的は、対気速度とホイートストーン橋の電位との相関関係を確立することです。これにより、流速を測定することができます。

1. ホットワイヤプローブを垂直位置に調整して、平らなプレート(この場合は風洞の床)から十分な距離に近い距離に保たれて、フリーストリーム領域に配置します。
2. 風洞制御ソフトウェアを起動します。
3. 仮想計測器ソフトウェアを開き、サンプリング周波数を10 kHzに設定し、サンプル数を100,000に設定します。これらのパラメータは、測定される流れフィールドの流れ特性によって決定され、対象統計の収束要件に関する知識に応じて異なる場合があります。
4. 風洞速度を 0 mph に設定し、ホイートストーン ブリッジの電圧を記録します。
5. 風洞の風速を最大 3 mph から 15 mph まで増やします。
6. 風洞の風速を最大 5 mph から 60 mph まで増やし、各増分で電圧を測定します。
7. すべての測定が完了したら、空気の流れを 30 mph に減らし、風洞をオフにします。

図 3.信号オーバーシュートの幅のスケマティックで、正方形波検定中にオシロスコープで観察された。

3. 境界層調査

1. 前の実験セクションと同じセットアップを使用して、フラットプレートとして機能するテストセクションの床に触れるまで、ホットワイヤプローブをゆっくりと下げます。
2. 風洞をオンにし、対気速度を 40 mph に設定し、サンプリング周波数を 10 kHz に設定し、サンプル数を以前のように 100,000 に設定します。
3. 平板の隣と境界層にある最も低い垂直設定で電圧読み取りを記録します。
4. プローブを垂直に動かし、0.05 mm の高さを 0.50 mm まで高くし、電圧読み取りを垂直位置で記録します。
5. プローブの高さを0.10mmの高さ1.50mmまで上げ、垂直位置での電圧読み取りを記録します。
6. プローブの高さを0.25mmのステップで4.00mmの最終高さに上げ、垂直位置での電圧読み取りを記録します。
7. すべての測定が完了したら、風速を 20 mph に下げ、風洞、CTA、電源、オシロスコープ、およびファンクション ジェネレータをオフにします。