一种用于平板边界层测量的新型测压耙的制作方法

本实用新型涉及到气动试验研究领域，具体涉及到风洞试验、飞行试验等相关研究中的边界层测量技术中的一种用于平板边界层测量的新型测压耙设计。
背景技术：
：通过测压耙测量边界层流动参数分布是研究边界层相关流动问题的重要手段，通过测量可获得边界层厚度、速度型分布等数据，主要应用在风洞试验、飞行试验等方面。目前常用的测压耙为竖直构型(图1)，此类常规测压耙耙臂仅在竖直方向上延伸，探针沿竖直方向分布。为避免探针间发生流动干扰，探针间必须保持较大间距，从而使得常规测压耙在壁面附近探针分布密度很低，需多次重复试验才能获得间隔较小的数据点分布。对于平板而言，可假设边界层厚度在展向分布均匀，因此可将探针沿展向分布，从而减小探针间的竖直方向间距，通过保持足够展向间距来避免探针间发生流动干扰，以此来克服常规测压耙的不足。技术实现要素：本实用新型的目的是为了克服常规测压耙在壁面附近探针分布密度不足的缺点，提供一种用于平板边界层测量的新型测压耙，在壁面附近能够布置更为密集的探针，获得竖直方向间隔更小的数据点分布，为平板边界层的测量提供了一种更为经济、高效的方式。本实用新型的技术解决方案是：一种用于平板边界层测量的新型测压耙，包括耙身、探针和配合段，所述的耙身的前缘为楔形，耙身整体为弯曲构型且沿展向延伸，耙身包含单个或多个耙臂，探针穿过耙身中心且伸出前缘，配合段安装在耙身的底部并与平板连接。进一步的，探针穿过耙身中心且伸出前缘的距离大于耙身沿流向的长度。进一步的，耙身前缘的楔形角小于30°。进一步的，耙身展向延伸距离在平板流动无干扰区内。进一步的，弯曲构型根据关注的边界层测量区域确定；当只关注靠近平板壁面区域边界层测量时，弯曲构型为从耙身底部向展向一侧或两侧延伸的弧线段或者直线段；当既关注靠近平板壁面区域边界层测量也兼顾远离壁面的区域时，弯曲构型为从耙身底部向展向一侧或两侧延伸的弧线段或者直线段，弧线段或者直线段的末端再接竖直方向的直线段。进一步的，探针前缘倒外角。进一步的，探针穿过耙身中心与耙身之间通过焊接固定。进一步的，耙身构型为楔形后接平直段。本实用新型与现有技术相比的有益效果是：(1)本实用新型主要由具有弯曲构型的耙身和不锈钢管探针组成。耙身前缘为小角度的尖楔，探针前端倒角，最大限度的减小了耙身与探针间的流动干扰，使测压耙具有良好的气动特性。不同于常规测压耙，该新型测压耙的探针在展向与竖直方向上均有分布，在壁面附近能够布置更为密集的探针。该实用新型克服了常规测压耙在壁面附近探针分布密度不足的缺陷，该新型测压耙在一定的竖直方向高度内能够获得更为密集的数据点分布。(1)弥补了常规测压耙在在壁面附近探针分布密度不足的缺陷，可在竖直方向上以较小的间隔布置探针。(2)单次试验能够获得更为密集的数据分布，在边界层测量试验中可大幅减小试验次数、节约试验成本，提高试验效率。附图说明图1为常规测压耙示意图；图2为本实用新型不同弯曲构型的新型测压耙示意图；图3为以双臂构型设计的新型测压耙；图4为本实用新型双臂构型测压耙身尺寸参数。具体实施方式下面结合附图及实例对本实用新型做详细说明。一种用于平板边界层测量的新型测压耙，如图3所示，包括耙身1、探针2和配合段3，所述的耙身包含两个耙臂，耙身的前缘为楔形，前缘截面为楔形角小于30°。耙身整体为弯曲构型且沿展向延伸，展向延伸距离在平板流动无干扰区内。探针穿过耙身中心且伸出前缘，探针前端与耙身前缘距离大于耙身沿流向的长度，探针穿过耙身中心与耙身之间通过焊接固定。配合段安装在耙身的底部并与平板连接。耙身的前缘截面为楔形角小于30°。图2给出了部分具有代表性的耙身构型，双臂构型可用于展向空间较大的工况，这类构型可布置数量较多的探针，竖直方向探针分布更为密集；单臂构型可用于展向空间较小的工况。由单一曲线段或直线段组成的构型主要用于只关注壁面附近边界层测量的工况，由多条曲线段或直线段组成的构型除可用于测量壁面附近边界层外还可兼顾远离壁面的区域。附图非限制性地公开了本实用新型的一个优选实施例，以下将结合附图详细地说明本实用新型的技术方案。本实施例选取由单一直线段组成的双臂构型设计并加工了一个V型测压耙，耙身详细尺寸参数见图4。不锈钢管探针安装在耙臂中心线上，竖直方向间隔为2mm，测点竖直方向高度分布见表1。耙身底部有直径10mm的圆柱配合段，用于与平板连接。设计与加工工艺：1)参数设计：根据测量要求选择合适的设计参数，本实施例测点竖直方向分布范围为2～29mm(表1)，测点竖直方向间隔为2mm，展向间隔约为6mm，耙身臂展约为80mm，探针外径2mm(内径1.5mm)；2)耙身设计：利用三维立身建模方法设计测压耙三维图；3)耙身加工：根据测量工况选择耙身材料，本实施例耙身材料为30CrMnSiA，采用线切割与机铣相结合的方法加工耙身，并进行热处理以加强耙身强度；4)安装探针：在耙臂中心线上打若干个直径2mm的通孔，探针穿过通孔延伸到耙身前方，探针前端与耙身前缘距离大于耙身沿流向的长度，通过焊接将探针固定在耙身上。表1测点竖直方向高度测点编号测点高度(mm)1224364851061271481691810201122122413261428以上对本实用新型的优选实施方式进行了说明，但本实用新型并不限定于上述实施例。对本领域的技术人员来说，在权利要求书所记载的范畴内，显而易见地能够想到各种变更例或者修正例，当然也属于本实用新型的技术范畴。本实用新型未详细说明部分属于本领域技术人员公知常识。当前第1页1 2 3