Экспериментальное и численное исследование коэффициента восстановления клиновидного пленочного термоанемометрического датчика
М. Краузе1, У. Гайсбауэр1, Е. Крёмер1, А.Д. Косинов2
1Институт аэро- и газодинамики, Штутгарт, Германия
martin.krause@iag.uni-stuttgart.de
2Институт теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича СО РАН, Новосибирск
Ключевые слова: клиновидный пленочный термоанемометрический датчик, коэффициент восстановления, эксперимент, CFD-моделирование
Страницы: 191-207
Аннотация
В результате экспериментального исследования и численных расчетов было определено значение коэффициента восстановления клиновидного тонкопленочного анемометрического датчика. Несмотря на важную роль этого параметра при работе подобных датчиков в пленочной термоанемометрии, в литературе соответствующих данных до сих пор не публиковалось. Эксперименты проводились в Институте теоретической и прикладной механики им. С.А. Христиановича (ИТПМ СО РАН) в Новосибирске. Для численного моделирования использовался программный комплекс StarCCM+, представляющий собой коммерческий симулятор второго порядка, реализующий метод конечных объемов. Число Маха в представленном анализе варьировалось в диапазоне от 2 QUOTE до 4 QUOTE , а единичное число Рейнольдса изменялось от 3,8×106 QUOTE до 26,1×106 QUOTE (м-1) в зависимости от числа Маха. Во время эксперимента температура торможения поддерживалась постоянной для каждого значения числа Маха в диапазоне T0 = 289 ± 7 K QUOTE . Численное моделирование было проведено для трех значений температуры торможения: 259 QUOTE , 289 QUOTE и 319 K QUOTE . Разница между экспериментальными и расчетными данными не превышала 0,5 %, что свидетельствует о хорошем согласовании данных. Было проанализировано влияние числа Маха, единичного числа Рейнольдса и температуры торможения на коэффициент восстановления, и были получены три аппроксимирующие функции для него. В целом, коэффициент восстановления демонстрирует небольшие изменения как функция трех изученных параметров. Полученные зависимости имеют один и тот же диапазон изменения коэффициента восстановления.
|
