基于Mie散射理论的水滴平均直径测量

《基于Mie散射理论的水滴平均直径测量》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、2013年9月北京航空航天大学学报September2013第39卷第9期JournalofBeijingUniversityofAeronauticsandAstronauticsV01．39No．9基于Mie散射理论的水滴平均直径测量常士楠管章杰王超庄伟亮(北京航空航天大学航空科学与工程学院，北京100191)摘要：冰风洞实验时，为了更精确地模拟实验环境，需要精确测量喷头喷出水滴直径，为此，开发了一套激光束发射装置并基于Mie散射理论编制了水滴直径计算程序．在滴流场的环境中，激光束发生散射，间隔At的时

2、间反复实验获得多个时刻的散射光强分图．应用自行开发的计算程序对已获得的多组散射光强分布图进行计算处理，得到同一截面同时刻的多组水滴平均直径．利用Newton插值法对上述多组水滴平均直径进行插值，拟合不同时刻水滴直径的连续变化曲线，对该曲线求积分平均值，获得该截面水滴的平均直径．检验实验装置和计算程序的准确性，对某加湿器喷水系统进行实验测量，测量结果与产品说中提供的数据吻合良好，表明该测量装置和计算程序可行．关键词：冰风洞；水滴直径；Mie散射理论；测量中图分类号：V219文献标识码：A文章编号：1001．5

3、965(2013)09—1163-05ApplicationofMie-scatteringtheoryinmeasurementofmeandropletdiameterChangShinanGuanZhangjieWangChaoZhuangWeiliang(SchoolofAeronauticScienceandEngineering，BeijingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Beijing100191，China)Abstract：Inanicewi

4、ndtunnelexperiment，inordertosimulatetheexperimentalenvironmentmoreae—eurately，thediameterofdropletsjettedfromthenozzleneedtobemeasuredaccuratelyaccordingly．AsetoflaserdeviceanddropdiametercalculationprogrambasedonMie—scatteringtheoryweredeveloped．Intheen—v

5、ironmentofdropletflowfield，thelaserbeambecamescattered，experimentswererepeatedtoobtainmultiplemomentsofthescatteringintensitydistributionfiguresinintervalof．Thecalculationprogramdevelopedwasappliedtocalculatethescatterintensitydistributionofthefigures．Them

6、eandiametersofwaterdropletsinthesamesectionbutatdifferenttimewereobtained．TheNewtoninterpolationmethodwasappliedtointerposethedataofmultiplesetsofthemeandropletdiametersandbasedonthecurvesobtainedbyfittingthediameterda—taofthecrossatdifferenttime，theaverag

7、evalueoftheintegrationwhichwasconsideredtobethemeandrop—letdiameterwouldbeobtained．Ahumidifierwasusedtoinvestigatethefeasibilityofthecode．Goodagree—mentbetweenthepredictionandthedataprovidedbytheproductdescriptionshowthatthemeasurementde—viceandcalculation

8、programisfeasible．Keywords：icingwindtunnel；dropletdiameter；Mie-scatteringtheory；measurement水滴直径的测量技术，在航空航天领域以及发电机、钢铁冶炼等普通工业领域具有广阔的应用空间．19世纪70年代，文献[1—9]使用了聚乙烯醇薄膜测量水滴直径，该方法利用了聚乙烯醇对水滴的溶解性，水滴撞击在聚乙烯醇薄膜上时，在撞击力的作用下迅