压力敏感涂料(PSP)和温度敏感涂料(TSP)是20世纪80年代作为空气动力学、流体力学和转捩实验而发展起来的技术。

这本《压力敏感涂料与温度敏感涂料》由T.Liu、J.P.Sullivan著，周强、陈柳生、马护生等人译。本书的目的是对该技术进行系统介绍。首先，PSP是一种全域光学技术，对复杂的空气动力学流场，它提供了一种非接触的、定量的表面压力可视测量方法，对流场结构也提供了大量的信息，这一切都无法从传统的压力传感器上获取。TSP是其他全域温度测量技术，如温场闪烁法、温敏液晶法和红外测温法的一种重要的补充方法。本书主要包括美国、日本、德国、法国、英国和加拿大在该领域所进行的研究结果。此外，在“Luminescent Presure Sensors in Aerodynamic Experiments”一书(俄罗斯中央空气动力学研究院(TSAGI)的V.E.Mosharov，V.N.Rodchenko和S.D.Forov著)中，在PSP领域俄罗斯所进行的杰出的研究成果已有详尽论述。

第1章 绪论

 1.1 压力敏感涂料

 1.2 温度敏感涂料

 1.3 发展历程

第2章 光物理基础

 2.1 发光过程动力学

 2.2 常规PSP的光物理模型

 2.3 多孔PSP的光物理模型

2.3.1 碰撞控制模型

2.3.2 吸附控制模型

 2.4 热猝灭

第3章 涂料的物理性能

 3.1 标定

 3.2 典型的PSP

 3.3 典型的TSP

 3.4 低温涂料

 3.5 多发光体组分涂料

 3.6 理想的PSP

 3.7 涂料的性能指标

第4章 辐射能量转移和基于光强的测量方法

 4.1 辐射度的标记法

 4.2 激发光

 4.3 光发射和检测器响应

 4.4 基于光强的测量系统

4.4.1 CCD相机系统

4.4.2 激光扫描系统

 4.5 数据的基本处理

第5章 图像和数据分析技术

 5.1 相机的几何标定

 5.1.1 共线性方程

 5.1.2 直接线性变换

 5.1.3 优化方法

 5.2 相机辐射度的标定

 5.3 自照射校正

 5.4 图像对准

 5.5 压力换算

 5.6 低速流场的压力外插校正

 5.7 变形模型表面网格的生成

第6章 基于发光寿命的测量方法

 6.1 涂料对时变激发光的发光响应

6.1.1 一阶模型

6.1.2 高阶模型

 6.2 发光寿命测量技术

6.2.1 脉冲法

6.2.2 相位法

6.2.3 振幅调制法

6.2.4 选通光强比法

 6.3 发光寿命成像

6.3.1 增强型CCI)相机

6.3.2 内选通CCD相机

 6.4 寿命法应用实例

第7章 不确定度

 7.1 光强法的不确定度

7.1.1 系统建模

7.1.2 误差增长、敏感度和总体不确定度

7.1.3 光电探测器噪声与压力分辨率极限

7.1.4 模型变形所导致的误差

7.1.5 温度效应

7.1.6 标定误差

7.1.7 发射光与激发光的时序变化

7.1.8 光谱的易变性和光学滤片的光泄漏

7.1.9 压力映射误差

7.1.10 涂层对流场的干扰

7.1.11 其他误差源及其限制

7.1.12 基本误差容许上限

7.1.13 集中力与力矩的不确定度

 7.2 亚声速翼型绕流的不确定度分析

 7.3 原位标定的不确定度

7.3.1 试验实例

7.3.2 仿真模拟

 7.4 寿命法的不确定度

7.4.1 相位法

7.4.2 幅值调制法

7.4.3 选通光强比法

 7.5 TSP的不确定度

7.5.1 误差增长和有限的温度分辨率

7.5.2 基本误差源

第8章 时间响应

 8.1 常规PSP的时间响应

8.1.1 扩散方程的解

8.1.2 压力响应及最佳涂层厚度

 8.2 多孔PSP的时间响应

8.2.1 平方律偏差

8.2.2 有效扩散率

8.2.3 扩散的时间尺度

 8.3 压力的时间响应测量

 8.4 TSP的时间响应

8.4.1 脉冲激光对金属薄膜的加热

8.4.2 阶梯式射流的冲击冷却

第9章 PSP的应用

 9.1 低速流应用

9.1.1 翼型绕流

9.1.2 三角翼、后掠翼和汽车模型

9.1.3 冲击射流

 9.2 亚声速、跨声速和超声速风洞中的应用

9.2.1 跨声速流中的飞机模型

9.2.2 巡航状态下的超临界高速机翼

9.2.3 跨声速翼身融合模型

9.2.4 跨声速机翼的激光扫描压力测量

9.2.5 超声速进气道边界层控制

 9.3 高超声速风洞和激波风洞

9.3.1 超高声速膨胀压缩流动

9.3.2 运动激波对圆柱形立柱的冲击效应

 9.4 低温风洞中的应用

9.5 旋转机械的应用

9.5.1 激光扫描压力测量

9.5.2 CcD相机成像压力测量

 9.6 冲击射流的应用

 9.7 飞行试验中的应用

 9.8 微喷管中的应用

第10章 TSP的应用

 10.1 高超声速气流的应用

 10.2 边界层转捩位置的测量

 10.3 冲击射流传热研究

 10.4 激波边界层的相互作用

 10.5 激光点加热及其传热测量

 10.6 剪切流中热膜表面温度的测量

附录A 标定装置

附录B PSP和TSP常规配方

参考文献