涡轮前温度是衡量航空发动机性能的重要参数,精确的温度测量对于发动机研发实验具有重要意义。气动测温探针相对于传统测量方法具有结构简单,成本低,可以使用量程小精度高的测温热电偶间接测量高温燃气温度等优点。然而在实验中发现存在较大偏差,本文结合探针的结构对误差产生原因进行分析,进而探讨探针测温误差的解决方法。

为研究气动探针在测量跨音速流场时的形变和模态,并考虑材质的影响,采用单向流固耦合方法,对不锈钢、氧化锆和氧化铝三种材质的锥形探针进行数值计算。使用Q准则对流场中涡结构进行分析,对探针进行结构分析获取探针总形变量及顶部位移。同时对探针进行模态分析,以获取其固有频率和模态振型。结果表明流场中涡结构分布将影响探针形变量及偏移方向。较其他两种材质,氧化铝材质的最大偏移位移和顶部位移均为最小,但固有频率最高。材质差异对固有频率有一定的影响,但不改变模态振型。