熱剪切應力傳感器的研究.pdf

1、今天,隨著科學技術水平的迅猛發(fā)展,對流體進行有效的測量和控制已經(jīng)成為當今科學界的研究熱點。壁面剪切應力是流體近壁面邊界層內(nèi)反應流體運動狀態(tài)的一項重要參數(shù)。如果能對其進行準確的測量,就可以對邊界層內(nèi)的流體施以主動或被動的控制,從而減小飛行器的運行阻力,達到改善飛行器的動力學性能、節(jié)省燃料的目的。
　　國內(nèi)外對壁面剪切應力傳感器都開展了積極的研究,現(xiàn)有的壁面剪切剪切應力傳感器根據(jù)測量原理的不同可分為兩直接測量式傳感器和間接測量式傳感器

2、。其中間接式測量方法中的熱剪切應力傳感器是當今研究的熱點,但國內(nèi)在這方面的研究都還處在探索階段,遠未達到實際應用的水平,制約這項技術發(fā)展的只要瓶頸主要有:傳感器尺寸小、加工精度高、工藝復雜、靈敏度要求高、成品率低、多學科交差問題多等。為了解決上述問題,本文在對國內(nèi)外熱剪切應力傳感器深入研究的基礎上,設計并制作了一款熱剪切應力傳感器。
　　采用FLUENT三維建模軟件,建立傳感器的初始模型,在此基礎上對傳感器的結構和尺寸進行模擬分析

3、,主要考查基底厚度和熱膜的長寬比對傳感器傳熱效率的影響,得到仿真結果用于傳感器的設計和優(yōu)化。
　　結合仿真的結果設計傳感器單元和陣列,在傳感器單元的設計中選取傳感器的熱膜材料和基底材料,并設計傳感器熱膜的結構。在傳感器陣列的設計中主要進行各個傳感器單元間距和導線的設計,盡量將各個傳感器單元間的相互干擾降低到最低,方便以后的測量和數(shù)據(jù)采集。
　　按照所設計的傳感器陣列進行制作,在制作的過程中,系統(tǒng)分析了傳感器的制作工藝的優(yōu)缺點