【摘 要】
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目前对于高超声速边界层转捩的实验研究多以地面风洞实验为主。常规高超声速风洞设备结构复杂,建造和运行成本高,工作效率低,不适合研究所和高校用于进行基础科学研究。针对以上问题,本文参照Ludwieg教授在1955年提出的一种结构简单、建设成本低、运行效率高的风洞设计方案在华中科技大学航空航天设计建造一座Mach6、出口直径250 mm的Ludwieg管风洞。该风洞为国内首座装备快开阀的高超声速Ludw
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目前对于高超声速边界层转捩的实验研究多以地面风洞实验为主。常规高超声速风洞设备结构复杂,建造和运行成本高,工作效率低,不适合研究所和高校用于进行基础科学研究。针对以上问题,本文参照Ludwieg教授在1955年提出的一种结构简单、建设成本低、运行效率高的风洞设计方案在华中科技大学航空航天设计建造一座Mach6、出口直径250 mm的Ludwieg管风洞。该风洞为国内首座装备快开阀的高超声速Ludwieg管风洞,为以后此类风洞的设计建造提供了借鉴参考作用。转捩实验的开展除了风洞平台的支撑以外,各种流场测量工具也十分重要。现阶段用于高超声速边界层流场测量的工具普遍存在响应频率低,介入式测量破坏流场结构等缺点,如高频压力传感器、热线仪等。针对高超声速边界层流场测量问题,基于光的折射和干涉原理,搭建了一套非介入式聚焦激光差分干涉仪测量系统（Focusing Laser Differential Interferometer,FLDI）,可有效获取流场空间点上的密度变化。在马赫数为8的常规高超声速风洞中,使用FLDI开展了单位来流雷诺数107/m、7°半锥角尖锥标模边界层的不稳定波测量实验。结果显示FLDI成功捕获到频率在327 KHz的第二模态转捩波及其谐波（654 KHz）。通过与PCB测试结果进行对比,FLDI的高信噪比、高解析频率（本文实验有效解析频率1.5 MHz）、高空间分辨率（沿流向小于1 mm）等优点得以体现。鉴于FLDI的高时空分辨率等优良特性,其适用于在高超声速边界层不稳定波行为以及感受性等问题的研究,为深入认识高超声速边界层转捩机制以及感受性问题提供了有效手段。
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