發(fā)布時間：2024-12-26 03:45

　　流體壁面剪應(yīng)力(Wall shear stress)又被稱為摩阻應(yīng)力,是流體力學的基本參量之一。它的有效測量是精確掌握摩擦阻力的基礎(chǔ),也是判斷邊界層流動狀態(tài)的重要依據(jù)。采用微機電系統(tǒng)(MEMS)技術(shù)制備的剪應(yīng)力微傳感器具有尺寸小、響應(yīng)快、靈敏度高等特點,然而受結(jié)構(gòu)、材料、加工工藝等的制約,絕大多數(shù)此類微傳感器均較難適用于高焓惡劣流場環(huán)境(具有高馬赫數(shù)、高溫、氣體污濁等特點)。MEMS底層隔板具有魯棒性強、耐受雜質(zhì)顆粒污染等獨特優(yōu)勢,針對高馬赫數(shù)高溫惡劣流場環(huán)境,開展耐高溫底層隔板式壁面剪應(yīng)力微傳感器制造工藝及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究,對提升我國高超聲速飛行技術(shù)的實驗測試能力有重要幫助。本論文在分析了幾類剪應(yīng)力測量技術(shù)的研究現(xiàn)狀和存在問題的基礎(chǔ)上,結(jié)合超燃沖壓發(fā)動機高溫內(nèi)流測試需求,對耐高溫底層隔板微傳感器的結(jié)構(gòu)方案、關(guān)鍵工藝、加工技術(shù)、測試實驗等展開應(yīng)用基礎(chǔ)研究,獲得了耐高溫、高頻響、大量程的剪應(yīng)力微傳感器樣件,并在直連式脈沖燃燒高溫風洞的隔離段和擴張段完成了超燃沖壓發(fā)動機流場的壁面剪應(yīng)力測量。在耐高溫MEMS底層隔板的設(shè)計加工方面,根據(jù)超燃沖壓發(fā)動機隔離段流場工況條件和測試需求,設(shè)定了微傳感器的...

【文章頁數(shù)】：128 頁

【學位級別】：博士

【部分圖文】：

圖1 0 浮動式壁面剪應(yīng)力微傳感器[50]

2013年，呂海峰等人研發(fā)了一種浮動式剪應(yīng)力微傳感器[27,50]。通過可動梳齒與固定梳齒之間的電容量變化，推算出壁面剪應(yīng)力的大小[50-51]。2018年，馬騁宇也進行了類似研究，采用耐高溫底層隔板式加工工藝制造了壁面剪應(yīng)力微傳感器，浮動式壁面剪應(yīng)力微傳感器示意圖如圖10所示，....

本文編號：4020478