一种用于风洞试验件的丝线安装结构及其安装方法与流程

本发明涉及低速风洞流动显示技术领域，具体地说,涉及一种采用栽种的方式将丝线垂直安装于试验件表面的低速风洞流动显示方法。

背景技术：

丝线流动显示技术是在需要进行风洞实验的试验件表面布置一定长度的丝线，每根丝线的摆动方向代表了该点处的空气流动方向，进而使得实验人员能够目视观测空气流动特征的技术。丝线流动显示技术是最早表面流场可视化的方法之一，常用于流动分离和流动中所产生涡的观测与判断，在风洞实验和流体力学领域具有重要意义。但是目前在丝线流动显示领域所采用的丝线安装方法均是采用胶水或胶带将丝线粘在试验件表面，使丝线与试验件表面轮廓走向一致，这种方法操作要求较高，准备时间较长，并且胶点、胶带的厚度必然会影响模型表面的光滑程度进而对实验结果造成影响。

发明专利cn104075870公开了“一种基于纤维线的低速风洞荧光丝线及其流动显示方法”。该方法包括纸带、胶带和若干荧光丝线，将荧光丝线粘贴于胶带与纸带之间，采用特定波长的光源诱导荧光丝线发光，采用摄像器材对实验过程进行拍摄，该方法的特点在于环保、荧光丝线显示效果好，但其采用胶带将荧光丝线粘贴于试验件表面，进而进行风洞实验，胶带厚度会影响试验件表面的光洁度进而影响实验结果，且将胶带与荧光丝线粘贴于试验件表面的方式，实验前期准备时间较长、操纵难度较高。

在发明专利cn106768813公开了一种“高超声速内转式进气道及隔离段流场的壁面丝线显示方法”。该方法是将内转式进气道及隔离段内流道的部分壁面适用透明材料置换，一侧透明材料用于观测，另一侧透明壁面上加工多排微孔，将丝线穿过微孔后粘贴在壁面外侧，以便在实验中能够观测到内部流场。该方法特点在于能够在实验中观测到内部流场变化，但其将丝线穿过微孔再粘接到壁面外侧增加了实验的复杂度，不利于实验人员的操作。

技术实现要素：

为了避免现有技术中丝线在风洞中流动显示采用胶带或胶水将丝线固定于试验件表面，胶带或胶结点厚度会对实验结果造成影响的问题，本发明提出一种用于风洞试验件的丝线安装结构及其安装方法；该丝线安装结构及其安装方法是在机翼模型件表面垂直加工微型小孔，将丝线竖直栽插入机翼模型件表面的微型小孔内固结，避免丝线与试验件机翼模型表面的直接接触，减少丝线安装的复杂程度，提高风洞实验的效率。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是:用于风洞试验件的丝线安装结构，其特征在于包括翼型试验件和丝线，所述翼型试验件表面等间距均布有若干竖直小孔，若干小孔结构形状相同，翼型试验件表面小孔深度小于翼型试验件厚度；所述丝线为荧光纤维线或膨体纱羊毛线，丝线两端采用点胶滴头，在实验过程中丝线不会发生分叉，丝线的数量和翼型试验件表面小孔数量相同，采用点胶滴头将胶水注入翼型试验件表面小孔内，丝线一端竖直栽插在翼型试验件表面小孔内固结，丝线另一端外露于翼型试验件表面可随来流自由变化，所述丝线外露长度至少为6mm；所述丝线直径小于翼型试验件附面层厚度；所述翼型试验件表面小孔直径大于丝线直径。

一种采用所述的丝线安装结构进行风洞试验件的丝线安装方法，其特征在于包括以下步骤:

步骤1.确定翼型试验件和丝线的尺寸；采用微型钻头在翼型试验件表面垂直打孔，若干小孔结构尺寸相同，翼型试验件表面小孔尺寸为3mm～5mm，翼型试验件表面小孔横纵向等间距排列，间隔为20mm～25mm；

步骤2.选取丝线；采用点胶针头在选定丝线的两端滴上胶水，确保在实验过程中丝线端部不会发生分叉，将丝线垂直栽插入翼型试验件表面小孔内，并通过495胶水或502胶水将丝线固结，丝线与小孔固结时，胶水不能溢出小孔以保证翼型试验件表面光滑；所选取丝线直径应小于0.15mm，长度为15～25mm；

步骤3.将翼型试验件放入低速小型风洞进行试验，保证丝线在风洞实验显示过程清晰以及实验结果的准确；

步骤4.整理实验结果。

有益效果

本发明提出的一种用于风洞试验件的丝线安装结构及其安装方法，采用微型钻头在翼型试验件表面垂直加工小孔，将丝线垂直栽插进翼型试验件表面小孔内，采用点胶滴头将胶水注入小孔，使得丝线在小孔内固结，避免胶水的胶点外露于翼型试验件表面，保证翼型试验件表面的光洁。将丝线垂直栽插进翼型试验件表面小孔内，可避免丝线与翼型试验件表面的直接接触；由于翼型试验件具有相应的弯度，采用垂直栽插方式相对于操作人员更便捷，且可保证实验过程中丝线不会随来流而飘落，丝线一端可随来流发生变形以便操作人员能直接目视实验结果。

本发明用于风洞试验件的丝线安装结构及其安装方法与现有技术中相比，该丝线在风洞实验中尾部不会散开，不会影响对翼型试验件表面流场的判断，可提高目视实验的辨识度；采用将丝线垂直栽种入试验件机翼表面小孔，减少了胶带或胶点厚度对实验结果的影响，增加了实验结果的准确性；避免丝线与翼型试验件表面的直接接触，降低了操作人员在安装丝线时的复杂度，提高了风洞目视实验的效率。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明一种用于风洞试验件的丝线安装结构及其安装方法作进一步详细说明。

图1为本发明用于风洞试验件的丝线安装结构轴侧图。

图2为本发明的翼型试验件表面丝线栽插侧视图。

图3为本发明用于风洞试验件的丝线安装结构及其安装方法流程图。

图中:

1.丝线2.翼型试验件3.翼型试验件表面小孔

具体实施方式

本实施例是一种用于风洞试验件的丝线安装结构及其安装方法。

参阅图1～图3，本实施例用于风洞试验件的丝线安装结构，由翼型试验件2和丝线1组成。其中，翼型试验件2表面等间距均布有若干竖直小孔，若干小孔结构形状相同，且保证翼型试验件2表面光滑。丝线1为荧光纤维线或膨体纱羊毛线，丝线两端采用点胶滴头，在实验过程中丝线不会发生分叉。丝线的数量和翼型试验件表面小孔3数量相同，丝线一端竖直栽插在翼型试验件表面小孔内固结，丝线另一端外露于翼型试验件表面可随来流自由变化，丝线外露长度至少为6mm，丝线直径小于翼型试验件附面层厚度。翼型试验件表面小孔直径大于丝线直径；翼型试验件表面小孔深度小于翼型试验件厚度。

一种采用所述的丝线安装结构进行风洞试验件的丝线安装方法，其特征在于包括以下步骤:

第一步.确定翼型试验件和丝线的尺寸；采用微型钻头在翼型试验件表面垂直打孔；若干小孔结构尺寸相同，翼型试验件表面小孔尺寸为3mm～5mm，翼型试验件表面小孔横纵向等间距排列，间隔为20mm～25mm。

第二步.选取丝线；采用点胶针头在选定丝线的两端滴入胶水，确保在实验过程中丝线端部不会发生分叉；采用点胶滴头将胶水注入翼型试验件表面小孔，丝线与小孔固结时，胶水不能溢出小孔；将丝线垂直栽插在翼型试验件表面小孔内，并通过495胶水或502胶水将丝线与小孔固结，丝线与小孔固结时，胶水不能溢出小孔；所选取丝线直径应小于0.15mm，长度为15～25mm。

第三步.将试验件放入低速小型风洞进行试验；保证丝线在风洞实验显示过程的清晰以及实验结果的准确。

第四步.整理实验结果。

实施例

本实施例中的翼型试验件2的展长为195mm，弦长为470mm，机翼参考面积为91650mm²。本实施例中的翼型试验件表面小孔直径大于丝线直径0.15mm，以保证丝线2顺利栽插进翼型试验件表面小孔3内，胶水通过点胶滴头滴入翼型试验件表面小孔3。本实例中翼型试验件表面小孔3的直径为0.25mm，小孔3深度应小于翼型试验件2的厚度，小孔3深度取范围为3mm～5mm之间；本实例中翼型试验件表面小孔3的深度为3mm。丝线1垂直栽插进翼型试验件表面小孔3内；翼型试验件表面小孔3纵横向等间距排列，其间隔为20mm～25mm，本实例中翼型试验件表面小孔之间的间距为20mm。丝线1采用流动显示较好的荧光纤维线或膨体纱材质的羊毛线；丝线1直径小于0.15mm，长度为15～25mm，丝线1直径小于翼型试验件附面层厚度，以保证在风洞实验的可靠性，本实例中采用荧光纤维线，其长度为20mm，直径为0.1mm。

本实例中操作时，采用点胶针头在丝线1的两端部滴入胶水，确保丝线1端部不会分叉，使丝线1在风洞实验中显示的过程清晰可见，实验结果准确。本实例选取495胶水做粘结剂。选取进行风洞实验的翼型试验件2，采用直径为0.25mm的微型钻头垂直于翼型试验件表面打孔，得到小孔3，翼型试验件表面小孔之间等间距排列，以保证在风洞实验过程中丝线1之间不会发生相互缠绕。翼型试验件表面小孔3深度为3mm，翼型试验件表面小孔3深度不能超过翼型试验件的厚度，以保证翼型试验件2的完整性。翼型试验件表面小孔内壁应光滑，在采用点胶针头顺利将495胶水滴入小孔3内。将丝线1垂直栽插进小孔内，保持丝线1外露长度不少于6mm，以保证实验时目测实验结果，本实例中丝线1外漏长度为10mm。在采用点滴针头将495胶水注入小孔3内，保证495胶水不能溢出小孔，确保对翼型试验件表面的光洁度无影响，提高风洞实验的准确性。丝线1栽插入小孔3的一端与小孔3固结，在实验过程中不会随来流而发生飘落；在风洞实验时丝线1的另一端可随来流而发生变化，以便操作人员观测实验结果；实验显示结果的准确性，可保证操作人员对于翼型试验件表面的流动特征的观测与研究。