剪切敏感液晶涂层颜色变化特性及其用于壁面摩擦力场测量方法研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    11602107
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    22.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    A0909.实验流体力学
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

Wall shear stress is an important fluid parameter, and much valuable information can be gained from visualizing and measuring shear stress patterns on solid surfaces. So any means to measure shear stress efficiently and with a high spatial resolution would be very interesting. .Shear-sensitive liquid crystal (SSLC) coating technique is a non-intrusive global wall shear stress measurement technique. The present project investigates the SSLC coating technique in wind tunnel test. Firstly, the color-play characteristic of SSLC coating under normal illumination is investigated. Then the multi-view measurement technique originally proposed by Reda et al. is improved by using several synchronized cameras placed at different circumferential angles but constant above plane angle, and a real-time measurement / display of wall shear stress vector field on planar surface is developed. After that, a novel approach based on surface matching is proposed for measurement of wall shear stress from images captured at variable above plane angles. Finally, the color-play characteristic of SSLC under oblique illumination is investigated and the approach based on surface matching is further extended to the measurement of wall shear stress on curved surface. Through this research project, a real-time measurement / display of shear stress vector field on a planar surface or curved surface is developed. .The achievements of the present project are expected to be used in boundary layer researches, flow control, aerodynamic drag reduction and other fields.
壁面摩擦力是空气动力学领域的一个重要参数,许多重要信息可以通过测量或者显示表面摩擦力分布获取,因此快速、准确测量摩擦力具有重要意义。.剪切敏感液晶(SSLC)涂层技术是一种能够测量壁面摩擦力矢量场的非接触式全局测量方法。本项目在风洞试验中开展SSLC涂层技术研究:对SSLC涂层相关基础技术和在法向光线照射下SSLC涂层颜色变化特性进行研究;对Reda等人提出的多视角测量方法进行了改进,采用多个相机同步工作,实时测量/显示平面摩擦力矢量场;对于相机俯视角可变情况,提出了基于曲面拟合的SSLC涂层颜色校准方法和基于曲面匹配的摩擦力矢量场测量方法;最后探索了在倾斜光线照射下SSLC涂层颜色变化特性,将曲面匹配法进一步推广用于测量曲面表面摩擦力矢量场。通过本项目研究,建立一种实时测量/显示平面和曲面表面摩擦力矢量场的方法。.本项目的研究成果有望在边界层理论研究、流动控制、气动减阻设计等领域得到应用。

结项摘要

壁面摩擦力是空气动力学领域的一个重要参数,许多重要信息可以通过测量或者显示表面摩擦力分布获取,但是摩擦力的测量一直是一项技术挑战极大的工作。.剪切敏感液晶(SSLC)涂层技术是一种能够测量壁面摩擦力矢量场的非接触式全局测量方法,通过测量SSLC涂层颜色解算壁面摩擦力场。本项目对基于SSLC涂层的摩擦力场测量方法进行研究,设计并搭建了一套基于六台同步相机的摩擦力场测量装置,基于曲线拟合法和曲面匹配法分别发展了壁面摩擦力场解算方法,应用所发展的方法测量了几种典型流动的壁面摩擦力矢量场,包括亚声速射流、超声速射流、圆柱绕流、突起物绕流等。实验结果表明,所发展的方法能够高分辨率测量亚声速流动和超声速流动的摩擦力矢量场,详细捕获了射流、激波和绕流等流动的特征,并且测量结果与采用传统流动显示技术(油流技术等)显示的结果比较一致。.本项目的研究工作从原理方法上和工程实践上将SSLC涂层测量技术向前推动了一步,研究工作经过进一步完善可用于风洞实验中测量壁面摩擦力矢量场。.

项目成果

期刊论文数量(9)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(1)
专利数量(4)
Improved Approximate Method for Computing Convective Heating on Hypersonic Vehicles
高超声速飞行器对流加热计算的改进近似方法
  • DOI:
    10.1061/(asce)as.1943-5525.0000861
  • 发表时间:
    2018-09
  • 期刊:
    Journal of Aerospace Engineering
  • 影响因子:
    2.4
  • 作者:
    Zhao Jisong;Li Shuang
  • 通讯作者:
    Li Shuang
Measurement of surface shear stress vector beneath high-speed jet flow using liquid crystal coating
使用液晶涂层测量高速射流下的表面剪切应力矢量
  • DOI:
    10.1142/s0217984918400298
  • 发表时间:
    2018-05
  • 期刊:
    Modern Physics Letters B
  • 影响因子:
    1.9
  • 作者:
    Wang Chengpeng;Zhao Jisong;Jiao Yun;Cheng Keming
  • 通讯作者:
    Cheng Keming
Adaptive mesh refinement method for solving optimal control problems using interpolation error analysis and improved data compression
使用插值误差分析和改进的数据压缩解决最优控制问题的自适应网格细化方法
  • DOI:
    10.1016/j.jfranklin.2019.11.024
  • 发表时间:
    2020-02
  • 期刊:
    Journal of the Franklin Institute
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhao Jisong;Li Shuang
  • 通讯作者:
    Li Shuang
Modified Multiresolution Technique for Mesh Refinement in Numerical Optimal Control
用于数值最优控制中网格细化的改进多分辨率技术
  • DOI:
    10.2514/1.g002796
  • 发表时间:
    2017-08
  • 期刊:
    Journal of Guidance, Control, and Dynamics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhao Jisong;Li Shuang
  • 通讯作者:
    Li Shuang
Mars atmospheric entry trajectory optimization with maximum parachute deployment altitude using adaptive mesh refinement
使用自适应网格细化的最大降落伞部署高度的火星大气进入轨迹优化
  • DOI:
    10.1016/j.actaastro.2019.03.027
  • 发表时间:
    2019-07
  • 期刊:
    Acta Astronautica
  • 影响因子:
    3.5
  • 作者:
    Zhao Jisong;Li Shuang
  • 通讯作者:
    Li Shuang

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其他文献

其他文献

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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