Методика Люминесцентных Преобразователей Давления (Pressure Sensitive Paint)

Поле давления при обтекании пластины с преградой [1]

Метод Люминесцентных Преобразователей Давления (ЛПД), известный также как Pressure Sensitive Paint (PSP), предназначен для измерения полей давления на поверхности моделей, обтекаемых потоком воздуха. Отличительными особенностями метода являются бесконтактный характер измерения, то есть отсутствуют датчики – отборники, и высокое пространственное разрешение. Метод PSP позволяет измерять давление не в точке, а сразу на всей поверхности модели.

В основе метода Люминесцентных Преобразователей Давления лежит анализ интенсивности люминесценции покрытия на основе органических люминофоров, которое наносится на поверхность исследуемой модели. Интенсивность люминесценции ЛПД-покрытия зависит от локальной концентрации кислорода, которая, в свою очередь, определяется давлением воздуха. Покрытие освещается источником света с определенной длиной волны, и поле давления восстанавливается по распределениям яркости люминесценции (изображениям) покрытия, регистрируемым на цифровую камеру. В настоящее время методика ЛПД (PSP) является единственным методом, позволяющим бесконтактно измерять поля давления на поверхности модели, обладает наиболее высоким пространственным и временным разрешением.

  Особенности метода

Профиль давления вдоль центральной оси пластины (вдоль оси Х)
в сравнении с показаниями датчиков давления [1]

• бесконтактное измерение распределения давления на модели
• расчет моментов и сил, действующих на модель, путем интегрирования полей давления
• требуется оптический доступ к модели (окна в рабочей части установки)
• метод чувствителен к температуре, загрязнению поверхности модели взвешенными в потоке частицами

 Область применения

• испытания аэродинамических моделей в транс-, сверх- и гиперзвуковых потоках
• аэродинамика летальных аппаратов, зданий и сооружений, автомобилей, турбомашин
• подвижные, вращающиеся модели, модели на свободной подвеске
• исследование перемешивания различных газов (например, воздух-азот) вблизи поверхностей
• оперативный контроль распределения давления на поверхности аэродинамической модели для определения мест установки датчиков

 Технические характеристики

• тип краски – двухкомпонентный порфириновый комплекс
• длина волны возбуждения – 385 нм
• длина волны излучения ЛПД покрытия – 500 и 560 нм
• рабочая температура поверхности – не более 100°С
• диапазон частот – до 100 Гц
• размер модели – от 10 до 1000 мм
• разрешение поля давления – до 1000×1000 точек

Распределение давления в сверхзвуковом сопле,
недорасширенный поток с ударной волной [2]

1.Ганиев Ю.Х. и др., Исследование сверхзвукового обтекания модели плоской пластины с преградами методом люминесцентных преобразователей давления // Материалы XXVII Научно-технической конференции по аэродинамике, ЦАГИ, 2016

2. Результаты НГУ, Гобызов О.А. и др