СПОСОБ И СИСТЕМА ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СИЛЫ, ДЕЙСТВУЮЩЕЙ НА ТЕЛО

1. Способ определения сил, которые действуют на тело (2), имеющий следующие этапы:
(a) размещение тела (2) в заданном замкнутом контролируемом объеме (3), который имеет несколько определяющих поверхностей, в аэродинамической трубе;
(b) одновременное измерение распределения давлений и поля скоростей для каждой поверхности, определяющей замкнутый контролируемый объем (3);
(c) вычисление сил (F), действующих на тело (2), как функции распределений давления и поля скоростей, измеренных одновременно для определяющих поверхностей замкнутого контролируемого объема (3).
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что поля скоростей измеряют оптически для определяющих поверхностей замкнутого контролируемого объема (3).
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что тело (2) в аэродинамической трубе подвергают воздействию потока текучей среды (4), которая содержит рассеянные частицы.
4. Способ по п.3, отличающийся тем, что посредством света лазера, который создается импульсным лазером (5), выявляют соответствующую лазерную точку соприкосновения для определяющих поверхностей, чтобы выявлять распределение рассеянных частиц в соответствующей определяющей поверхности.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что распределения рассеянных частиц, зарегистрированные камерами (6А, 6 В), временно хранятся в памяти (7) как изображения.
6. Способ по п.1, отличающийся тем, что распределения давления для определяющих поверхностей замкнутого контролируемого объема (3) измеряются по меньшей мере одним датчиком давления (11), который может перемещаться по одной или нескольким определяющим поверхностям.
7. Способ по п.5, отличающийся тем, что локальный вектор смещения частицы вычисляется путем перекрестной корреляции выявленных распределений частиц.
8. Способ по п.7, отличающийся тем, что вектор скорости поля скоростей вычисляется по векторам смещения частиц.
9. Способ по п.1, отличающийся тем, что силу (F), действующую на тело (2), вычисляют следующим образом:
где
V - вектор скорости,
S - определяющая поверхность замкнутого контролируемого объема,
p - выявленное давление,
ρ - плотность потока текучей среды.
10. Способ по п.1, отличающийся тем, что замкнутый контролируемый объем (3) представляет куб или кубоид с шестью определяющими поверхностями или тетраэдр с четырьмя определяющими поверхностями.
11. Способ поп.1, отличающийся тем, что временную характеристику силы F, действующей на тело (2), определяют динамически как функцию текущих распределений давления и поля скоростей.
12. Система для определения сил, которые действуют на тело, включающая:
(a) замкнутый контролируемый объем (3), который создан в аэродинамической трубе и в который помещено тело (2);
(b) первое измерительное средство (11) для измерения распределения давлений для каждой поверхности, определяющей замкнутый контролируемый объем (3);
(c) второе измерительное средство (5, 6А, 6В) для измерения поля скоростей для каждой определяющей поверхности замкнутого контролируемого объема (3), причем первое и второе измерительное средство одновременно измеряют распределение давлений и поле скоростей для каждой определяющей поверхности замкнутого контролируемого объема (3); и
(d) вычислительное устройство (10) для вычисления сил (F), действующих на тело (2), как функции распределений давления и поля скоростей, одновременно измеренных для вычисления поверхностей контролируемого объема (3).
13. Система по п.12, отличающаяся тем, что первое измерительное средство (11) содержит по меньшей мере один датчик давления, который может перемещаться по одной или нескольким определяющим поверхностям замкнутого контролируемого объема (3).
14. Система по п.12, отличающаяся тем, что второе измерительное средство (5, 6А, 6В) создает лазерную точку соприкосновения для выявления распределения рассеянных частиц на определяющей поверхности для каждой определяющей поверхности замкнутого контролируемого объема (3).
15. Система по п.12, отличающаяся тем, что тело (2) является трехмерной моделью, объем которой меньше замкнутого контролируемого объема (3).