仪器设备

 

北京大学120mm高超声速静风洞

 


 

暂冲式高超声速风洞,运行马赫数6,喷管出口直径120mm,静流动条件下皮托压脉动小于0.2%。持续运行时间60秒,来流总压0.1~4Mpa,来流总温500~700K。该风洞配备有测压测热及光学测量等多种仪器设备。

 

 

实验室整体外观及仪器设备图

 
   
 
  
                                                          (周其凤校长来实验室参观边界层风洞)
 
 
 
 
 
 
 

 

相位多普勒粒子分析仪(Phase Doppler Particle Analysis Systems

 


 

PDPA是利用激光多普勒效应来测量流体或固体运动速度,并且可以根据多普勒散射光中的相位信息同时得到粒径。
基本组成:激光器、分光器、光纤发射/接受探头、光电转换器、信号处理器、坐标架、示踪粒子添加系统等。
技术参数:
1.测速范围:-150m/s——1,000m/s  精度:0.1%
2. 粒径测量范围:1.6——1200 µm 精度:2%
3.适用于气、液或多相流的三维测量 
4.采样频率:400MHZ-800MHZ 
5.测量量包括:平均速度、均方根、剪应力系数、湍流度以及各个统计参数关联分布 
6.提供各参数的自相关、互相关、功率谱分析

相位多普勒粒子分析仪

测试界面

 

 

立体PIV测量系统(Stereoscopic Particle Image Velocimetry System)

 

 


 

 

SPIV技术是根据快速曝光的两次粒子图像运动分析,获得光照平面上三速度分量分布。SPIV测量技术能够快速测量瞬态和稳态流动结构信息,为流体力学理论分析、数据计算提供基本数据。
系统组成:双腔Nd:YAG脉冲激光器、成像与采集系统、SPIV成像装置组合机构、时序控制器、数据分析系统、粒子发生器等。
技术参数:
1.最短跨帧时间:500ns
2.像素分辨率:130万像素×2
3.最大脉冲能量:120mJ/Pulse 
4.最大工作频率:7.5Hz 
5.测量量包括:平均速度、均方根、剪应力系数、湍流度以及各个统计参数关联分布 
6.提供各参数的自相关、互相关、功率谱分析  

 

例:一个典型流动结构实验研究(如下图所示)

 

 

 

三维激光测速系统

 

 


 

技术指标及功能简介:

 

测速范围:0.1m/s-350m/s

精度:0.1%-20%

Ar+激光器:2W,5W

用于流体速度测量,可测得目标流场的瞬时全场的速度分布,其主要特点为非接触式,因而不影响流场。可测量三维速度,同时得到湍流度、速度的一阶矩、二阶矩、雷诺应力、速度谱等重要流动参量,为湍流研究的重要测量设备。

 

 

三维TR-PIV系统

 

 


 

主要技术指标及参数:

 

速度测量分量:1到3维

最高测量频率:10kHz

最大解析度:1K*1K像素

激光器能量:>15mJ/Pulse

最高可测速度:>1000m/s

光谱范围:400~800nm

用于可压缩/不可压缩湍流相干结构及近壁湍流结构的非定常演化实验研究;湍流与空化快速过程实验研究;颗粒系统多相流实验观测研究。