力学大会2015集ms4735多孔探针研究进展综述

，符澄 *（空气动力研究与，绵阳：多作一悠的量备广地用获流角随着工造术发直更的孔针其用和对廉与光普勒速仪仪M风转量随应的孔针头和撑的结设探校与处长要近0对针制统应进综展多孔探针的测量原理发源于皮托管，通过探针头部不同位置的分布来对场中单点的特性参数进行分辨。对于气流偏角较小的稳定气流，皮托管可以给出总压和静压的差值动压类针的经典应用点流向测 种形式，根据所应用气流角度范围，从5孔、7孔到测压孔不等。探头的尺寸一般孔的，建立流动参数与各测压孔（或者有计算得到的校准参数）的函数关系；在测量中，通过反向求解上述函数关系，可以通过测压孔得到流动参数。总压压ppρV2/2，其中 pp1三孔探针的示意图度为V(θ)2Vsinθ。可以列写出如下方程组： 45o \*MERGEFORMAT 45o 通过测量得到三个位置的则可以式\* (1)求解出来流静压速度对于三需要求解的则增加另外其原理类在实际的应来流静压气流偏角等参数与探头表面测点的之间的关系通过探头校测状，以便能够构造与气流速度大小和方向相关的值。应用，探针头部的设计应该使得气流偏角变化时变化曲线足够光滑。从近几年(a) 2锥形、球形和半球形多孔探头3五面体探头

4一种用于MEMS应用的多孔探针头部设计则相应需要的测量分辨对气流静压气速度小气流一般针可以用于55针则可以测量偏角高达75°75则需要考虑大于12孔的探针[8]对于12孔甚至18孔球头探针测量上限可达150实际上源自球头流速度（或者数），测量的值为五个测压孔的值pi,i1,2,...,5。在探针校准应的值。对与流动参数之间的关系采取一定的函数假设，通过参数辨识确 5多孔探针校准气流偏角（俯仰角与侧滑角）在校准过程中，对于流动参数和测点之间的关系，可以选择多种函数假设。对于五孔探针，通常[1][7]定义动压系数q、俯仰角系数Cα、偏航角系数Cβ、静压系数C和总压系数C0，并构造这些系数与速度大小、气流偏角之间的关系。p(p2p3p4p5)/qp1C(pp)/ \*MERGEFORMAT C(pp)/qC0(p1p0)/校准过程中，会记录总压p0、静压p、速度大小V和气流偏角(α,β)，并利用测压孔的读数计算出所有校准参数（q、Cα、Cβ）和气流系数（C、C0）。在探针应用中，则通过测得的测压孔计算校准参数（q、Cα和Cβ），并根据校准数据估计气流系数（C、C0）和气流参数(α,β)。对于校准参数，对于流动偏角较大的情况[11]，或者考虑某些测压孔的特殊 最大的pmax和最小的pmin之差作为归一化，qpmaxCi(pmaxpi)/qC0(pmaxp0)/

\*MERGEFORMAT仰角和偏航角分开校准，最后只需要建立αkαCαbαβkβCβbβ的线性关系即 \*MERGEFORMAT此处，f近年来，不断有新的数据处理方法应用探针校准和应用中。其中人工神过程中的误差会通过fCii1,...,n体现在流动参数之中，按照误差分析的理论，pifpif/CiCi/δf \*MERGEFORMAT随着实验流体力学的不断发展，研究人员对流动结构和流动参数的测量提出了越来越高的要求，测量对象也不断向更加复杂的流动现象扩展，多孔探针作为价格维速度矢量测业为多种应用。加探头的测压孔数目之外，的努力则投入到探针校准和数据处理上。新的校准参考文献 ionis,D.,Yang,Y.,&Redinioti,O.Recentdevelopmentsinmulti-holeprobe(MHP)technology[C].20thInternationalCongressofMechanicalEngineering,2009,Vol. Seven-holepressureprobemanufacturedbytheUniversityofSaskatchewanEngineeringShops.[OL].High-sensitivityvorticityprobes[OL]. Omniprobes[OL].http: A5holetruncatedpyramidprobe[OL]. Babinsky,H.,Kuschel,U.,Hodson,H.P.,Moore,D.F.,&Welland,M.E.Theaerodynamicdesignanduseofmulti-sensorpressureprobesforMEMSapplications[C].ProceedingsoftheXVthBi-AnnualSymposiumonMeasuringTechniquesinTransonicandSu icFlowsinCascadesandTurbomachines,2000,Florence,Italy(pp.21-22). Lien,S.J.,&Ahmed,N.A.Anexaminationofsuitabilityofmulti-holepressureprobetechniqueforskinfrictionmeasurementinturbulentflow[J].FlowMeasurementandInstrumentation,2011,22(3),153-164. Wang,H.,Chen,X.,&Zhao,W.Developmentofa17-HoleOmnidirectionalPressureProbe[J].AIAAJournal,2012,50(6),1426-1430. ,李先锋,&.亚声速气流中五孔探针的校准及应用[J].实验流体力学,25(3),87- Benay,R.Aglobalmethodofdatareductionappliedtoseven-holeprobes[J].Experimentsinfluids,2013，54(6),1-16. Shaw-Ward,S.,Titarsh,A.,&Birch,D.M.Calibrationanduseofn-holevelocityprobes[J].AIAAJournal,2014,53(2),336-346. Yasa,T.,&Paniagua,G.Robustprocedureformulti-holeprobedataprocessing[J].FlowMeasurementandInstrumentation,2012,26,46-54. Paul,A.R.,Upadhyay,R.R.,&Jain,A.Anovelcalibrationalgorithmforfive-holepressureprobe[J].InternationalJournalofEngineering,ScienceandTechnology,2011， JEYAN,L.,MURUGA,J.,&KUMAR,M.S.Performanceevaluationformulti-holeprobewiththeaidofartificialneurawork.JournalofTheoretical&AppliedInformationTechnology[J],2014,65(3). Ramachandran,N.Probabilisticandotherneurasinmulti-holeprobecalibrationandflowangularitypatternrecognition[C].InternationalConferenceonAdvancesinPatternRecognition:ProceedingsofICAPR’98,23–25November1998,Plymouth,UK(p.195).Science&BusinessMedia. Yasa,T.,&Paniagua,G.RobustPost-ProcessingProcedureforMulti-HolePressureProbes[C].ASME2011TurboExpo:TurbechnicalConferenceandExposition(pp.457-463),2011.AmericanSocietyofMechanicalEngineers.REVIEWSONDEVELOPMENTOFMULTI-HOLECHEN FU CHEN(1AerodynamicsResearchandDevelopmentCenter,Mianyang621000,Multi-holeprobeshavebeenusedtomeasureangularityandvelocityvectorsforalongtime.Withthedevelopmentofmanufactureandmaterial,smallermulti-holeprobesareutilizedinindustrialapplications,windtunneltestandturb estforitseasinessofusageandcheapness,tobeavaluablecomplimenttohotwireprobes,LDVandPIV.Asrequiredinapplicationconditions,therearealargeamountofdevelopmentinthetip/ designandmanufacture,calibrationanddatadeduction.Theresultsofdevelopmenti