【摘 要】
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摩擦阻力是高速飞行器气动阻力的重要组成部分,精准地测量摩擦阻力对于飞行器的热防护设计、边界层理论的发展均有重要的意义。白色平行光垂直照射于剪切敏感液晶,当液晶涂层受力时沿着该力的方向会表现出最大的颜色变化,且观测角度不变时颜色与受力的大小相关。故将此光学特性应用于摩擦力的测量上时,既可通过颜色变化,定性地分析摩擦力大小的变化,也可以从不同的角度拍摄照片,然后用高斯函数拟合出色值的峰值与色值（Hue
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摩擦阻力是高速飞行器气动阻力的重要组成部分,精准地测量摩擦阻力对于飞行器的热防护设计、边界层理论的发展均有重要的意义。白色平行光垂直照射于剪切敏感液晶,当液晶涂层受力时沿着该力的方向会表现出最大的颜色变化,且观测角度不变时颜色与受力的大小相关。故将此光学特性应用于摩擦力的测量上时,既可通过颜色变化,定性地分析摩擦力大小的变化,也可以从不同的角度拍摄照片,然后用高斯函数拟合出色值的峰值与色值（Hue）的方向,最后通过标定色值（Hue）与摩擦力之间的关系,得到整个待测物面的摩擦力矢量分布。本文基于分离区内流动方向的复杂性和剪敏液晶的多视角测量原理,以及风洞实验中下游的安全性考虑,设计和搭建了专门的实验平台,从12个角度环绕拍摄壁面上的液晶涂层。对不同NPR条件下从M1.2拉瓦尔喷管中喷出的射流对壁面作用的摩擦力进行测量,并结合Preston管标定出了液晶色值Hue与摩擦力τ之间的函数关系,最终给出了分离区内的摩擦力矢量分布,并基于矢量分布,作出摩擦力线谱,可以清晰地分辨出分离线,漩涡,回流等流动特征,分析不同NPR对分离区发展的影响,表明剪敏液晶技术在高速/高超声速复杂流场的测量中有着良好的应用潜力。
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