粒子播撒装置、系统和粒子播撒方法

摘要

本发明公开了一种粒子播撒装置、系统和粒子播撒方法。其中，粒子播撒装置包括箱体和粒子散布单元。其中，箱体底部设有粒子进口，粒子进口被配置为向箱体内通入示踪粒子流，箱体顶部设有粒子第一出口，粒子第一出口被配置为供箱体内的示踪粒子流流出后进入粒子散布单元；粒子散布单元与箱体通过粒子第一出口连通，被配置为对示踪粒子流进行减速，其中粒子散布单元中设有粒子第二出口，粒子第二出口被配置为供粒子散布单元中的示踪粒子流出后流向试验平板，其中，粒子第二出口的方向与试验平板的试验面平行。

说明书

技术领域

本发明涉及流体测量技术领域，具体涉及一种粒子播撒装置、系统和粒子播撒方法。

背景技术

边界层是流动的流体中紧贴物面处粘性力不可忽略的流动薄层，又称流动边界层、附面层。近壁区域流动关系到物体阻力系数、气动摩擦、表面气动加热、换热等问题，对边界层内的流动情况进行测量和研究十分重要。

随着激光及图像处理技术的发展，对边界层流场进行PIV流动显示实验，可无接触式直观获得近壁区域的流场信息，在PIV试验中，由于边界层内部的流动与来流主流之间缺乏足够的动量和物质交换，采用常规的主流区域示踪粒子播撒方法：即在上游来流区域直接播撒示踪粒子，会出现示踪粒子难以均匀进入近壁区域的问题，导致无法进行边界层PIV试验。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种粒子播撒装置、系统和粒子播撒方法，以至少部分解决上述技术问题。

本发明的实施例一方面提供了一种粒子播撒装置，包括箱体和粒子散布单元。

其中，箱体底部设有粒子进口，粒子进口被配置为向箱体内通入示踪粒子流，箱体顶部设有粒子第一出口，粒子第一出口被配置为供箱体内的示踪粒子流流出后进入粒子散布单元；

粒子散布单元与箱体通过粒子第一出口连通，被配置为对示踪粒子流进行减速，其中粒子散布单元中设有粒子第二出口，粒子第二出口被配置为供粒子散布单元中的示踪粒子流出后流向试验平板，其中，粒子第二出口的方向与试验平板的试验面平行。

根据本发明的实施例，其中：

粒子散布单元包括第一散布构件、第二散布构件和第三散布构件；

其中，散布单元中，通过第一散布构件形成第一空间、通过第二散布构件形成第二空间、以及通过第三散布构件形成第三空间，其中，第一空间与箱体通过粒子第一出口连通，第一空间和第二空间连通，第二空间和第三空间连通，第三空间和外界通过粒子第二出口连通。

根据本发明的实施例，其中：

第一散布构件，通过围壁结构围合形成第一空间，第一散布构件的围壁中设有一级粒子通过口；

第二散布构件，通过围壁结构围合在第一散布构件外侧，第一散布构件的外壁和第二散布构件的内壁之间围合形成第二空间，第二空间和第一空间之间通过一级粒子通过口连通，第二散布构件的围壁中设有二级粒子通过口；

第三散布构件，通过围壁结构和第二散布构件、第一散布构件的外壁之间形成第三空间，第三空间和第二空间之间通过二级粒子通过口连通，第三散布构件中设有粒子第二出口。

根据本发明的实施例，其中：

第二空间包括两个第二子空间，第二散布构件包括两组围壁结构，通过两组围壁结构分别围合在第一散布构件的两侧以形成两个第二子空间；

第三空间包括两个第三子空间，第三散布构件的内壁和第一散布构件的外壁之间通过分隔板连接，以便通过分隔板将第三空间分隔形成两个第三子空间。

根据本发明的实施例，其中：

第三散布构件为平板状结构；

第二散布构件的顶部为平面结构，二级粒子通过口设置于第二散布构件的顶部壁面上；

第三散布构件与第二散布构件的顶部之间形成粒子第二出口，粒子第二出口的高度与二级粒子通过口的宽度的比值范围为：2～5。

根据本发明的实施例，其中：

箱体中设有整流板，整流板中设有多个整流孔。

本发明的第二方面提供了一种粒子播撒系统，包括：

粒子播撒装置，包括：

箱体，其中箱体底部设有粒子进口，粒子进口被配置为向箱体内通入示踪粒子流，箱体顶部设有粒子第一出口，粒子第一出口被配置为供箱体内的示踪粒子流流出后进入粒子散布单元；

粒子散布单元，与箱体通过粒子第一出口连通，被配置为对示踪粒子流进行减速，其中粒子散布单元中设有粒子第二出口，粒子第二出口被配置为供粒子散布单元中的示踪粒子流出后流向试验平板，其中，粒子第二出口的方向与试验平板的试验面平行；

液态粒子发生器，包括：

储液罐，被配置为存放预定种类的油性液体，储液罐顶部设有进气口；

进气吹扫探针，采用中空管状结构，被配置为竖直安装在储液罐内部，进气吹扫探针的上端开口与进气口连通，进气吹扫探针的下端设有多个探针小孔；

出气口，设置于储液罐的顶部，出气口与箱体中设置的粒子进口连通；

驱动气源，包括：

空压机；

输气管路，输气管路的进口与空压机出口连通，输气管路的出口与设置于储液罐顶部的进气口连通。

根据本发明的实施例，其中：

进气吹扫探针的中上部管壁处设有一圈二次气吹扫孔。

根据本发明的实施例，其中：

储液罐的罐身被标记有最高液位线和最低液位线；

探针小孔的位置低于最低液位线，二次气吹扫孔的位置高于最高液位线；

储液罐的底部设有放液口。

本发明的第三方面提供了一种利用上述粒子播撒系统进行粒子播撒的方法，包括：

利用空压机将预设压力的预定气体输送至液态粒子发生器的储液罐，以便预设压力的预定气体通过储液罐中设置的进气吹扫探针，对储液罐中的油性液体进行吹胀和气泡破裂后，在所述储液罐顶部的出气口处形成第一预设速度的示踪粒子流；

将第一预设速度的示踪粒子流，通过粒子播撒装置中设置的粒子进口通入粒子播撒装置的箱体，以便示踪粒子流通过设置于箱体顶部的粒子第一出口流出后，进入粒子散布单元；

通过粒子散布单元对示踪粒子流进行减速，使得示踪粒子流以第二预设速度，沿设置于粒子散布单元的粒子第二出口流出后流向试验平板，其中，粒子第二出口的方向与试验平板的试验面平行；

其中，第一预设速度为10～30m/s，第二预设速度为0～2.0m/s。

根据本公开的实施例，通过设置粒子散布单元对示踪粒子流进行减速，可使得示踪粒子流在进入边界层之前具有较低的流动速度，满足其能够顺利进入边界层的前提下又不会对边界层内的流动产生干扰，保证了试验的有效进行，提高了试验测量精度。通过为粒子散布单元配置两个第三子空间以及两个粒子第二出口，可以满足同时进行两个平板边界层试验的需求，提高了试验便利性和试验效率。

根据本公开的实施例，利用本发明实施例的粒子播撒装置进行粒子播撒，能够得到清晰的速度场结构图，解决了现有的PIV示踪粒子播撒方法无法令PIV示踪粒子进入到边界层或超空泡内部的问题，不仅能够将示踪粒子均匀地播撒入大尺寸壁面边界层内部，还能将对主流及边界层的扰动降到最小，为开展边界层转捩、边界层分离等边界层内部涡流机理研究提供了良好的技术支撑。

附图说明

图1是根据本发明实施例的粒子播撒装置的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的示踪粒子播撒系统的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的驱动气源的系统结构示意图；

图4是根据本发明实施例的液态粒子发生器的结构示意图；

图5是根据本发明实施例的粒子播撒装置中的示踪粒子流向示意图。

附图标记说明：

1、驱动气源；

11、空压机；

12、球阀；

13、减压阀；

14、针阀；

2、液态粒子发生器；

21、进气口；

22、进气吹扫探针；

221、探针小孔；

222、二次气吹扫孔；

23、储液罐；

231、液位计；

232、安装法兰；

233、放液口；

234、放液口堵头；

24、储液罐顶盖；

25、出气口；

31、粒子进口；

32、箱体；

33、整流板；

34、粒子散布单元；

340、粒子第一出口；

341、第一散布构件；

3411、一级粒子通过口；

3412、二级粒子通过口；

342、第二散布构件；

343、第三散布构件；

344、粒子第二出口；

345、分隔板。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

以下，将参照附图来描述本公开的实施例。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本公开的范围。在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本公开实施例的全面理解。然而，明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本公开的概念。

在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。

在此使用的所有术语(包括技术和科学术语)具有本领域技术人员通常所理解的含义，除非另外定义。应注意，这里使用的术语应解释为具有与本说明书的上下文相一致的含义，而不应以理想化或过于刻板的方式来解释。

在使用类似于“A、B和C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B和C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。在使用类似于“A、B或C等中至少一个”这样的表述的情况下，一般来说应该按照本领域技术人员通常理解该表述的含义来予以解释(例如，“具有A、B或C中至少一个的系统”应包括但不限于单独具有A、单独具有B、单独具有C、具有A和B、具有A和C、具有B和C、和/或具有A、B、C的系统等)。

边界层是流动的流体中紧贴物面处粘性力不可忽略的流动薄层，又称流动边界层、附面层。如果粘性很小的流体(如水，空气等)在大雷诺数时与物体接触并有相对运动，则靠近物面的薄流体层因受粘性剪应力而使速度减小；紧贴物面的流体粘附在物面上，与物面的相对速度等于零；由物面向流体内部伸展，各层的速度逐渐增加，直到与自由流速相等。这一从物面向上的流体减速薄层叫作边界层。由物面向外，速度迅速增大至当地自由流速度，由于边界层很薄，因而边界层内垂直表面方向的速度梯度很大，即便流体粘性不大，如空气、水等，粘性力相对来说仍然很大。当雷诺数小于一定值是为层流边界层，边界层内部的气流流动平缓，当主流速度变大时，层流边界层向湍流边界层过渡并达到湍流边界层状态。在自然界和工程中，运动物体(如飞机、叶栅等)表面上的流动大部分是湍流边界层，由于湍流是有涡流动，有随机的脉动，流动随空间和时间都在变化.所以湍流边界层的内部结构比层流边界层复杂得多。另外，在边界层内还存在流动分离现象：流体流过曲面时，它的速度和压力都有变化，当流速减少时，压力必定增加。由于在边界层内的流体微团有动量损失，如遇到下游压力增加(即有逆压梯度)时，则动量再减少，直到流体微团不能再在物面上前进时就会从物面分离。由于边界层的分离，在分离处产生流体回流，加剧了流体间以及流体与边界间的碰撞摩擦，形成了流动能量损失，这是需要工程设计人员尽量避免的情况。总之，近壁区域流动关系到物体阻力系数、气动摩擦、表面气动加热、换热等问题，对边界层内的流动情况进行测量和研究十分重要。

随着激光及图像处理技术的发展，对边界层流场进行PIV流动显示实验，可无接触式直观获得近壁区域的流场信息，实验便利性得到较大提升，且拍摄图像后进行处理，可获取流场的速度矢量、涡量、湍流结构、均方根速度等详细信息，具有较高的精度。在PIV试验中，由于边界层内部的流动与来流主流之间缺乏足够的动量和物质交换，采用常规的主流区域示踪粒子播撒方法：即在上游来流区域直接播撒示踪粒子，会出现示踪粒子难以均匀进入近壁区域的问题，导致无法进行边界层PIV试验。

例如，相关技术中，采用将示踪粒子播撒装置的薄壁盖板上的粒子播撒狭缝出口轴线与盖板表面设置为呈15°夹角，但是，从播撒口出来的示踪粒子气流将会对边界层内的流动可能造成某种程度的干扰，导致测量精度下降。

再例如，相关技术中设置为示踪粒子气流仅从空腔上部一个较小的注射孔中流出，但是该方法粒子流的覆盖范围和区域有限，不适用于平板边界层等大尺寸边界层流动显示试验。

有鉴于此，本发明的实施例旨在解决上述技术问题，以达到不仅能够将示踪粒子均匀地播撒入大尺寸壁面边界层，还能将对主流及边界层的扰动降到最小，特别适用于平板流动试验。

本发明的实施例一方面提供了一种粒子播撒装置，图1是根据本发明实施例的粒子播撒装置的结构示意图，以下结合图1对本发明实施例的粒子播撒装置进行描述。

如图1所示，粒子播撒装置包括箱体32和粒子散布单元34。

其中，箱体32底部设有粒子进口31，粒子进口31被配置为向箱体32内通入一定速度的示踪粒子流，使用过程中，粒子进口31与液态粒子发生器连通，液态粒子发生器用于产生示踪粒子流。箱体32顶部设有粒子第一出口340，粒子第一出口340被配置为供箱体32内的示踪粒子流流出后进入粒子散布单元34。

粒子散布单元34与箱体32通过粒子第一出口340连通，被配置为对示踪粒子流进行减速，其中粒子散布单元34中设有粒子第二出口344，粒子第二出口344被配置为供粒子散布单元34中的示踪粒子流出后流向试验平板，其中，粒子第二出口344的方向与试验平板的试验面平行。

根据本发明的实施例，试验平板可水平放置于粒子散布单元34的粒子第二出口344附近，此时，粒子第二出口344的方向也呈水平方向，由于粒子流向与试验平板的试验面平行，且粒子流贴附平板表面流动，可使得粒子流流出后沿水平方向进入试验平板的壁面边界层。相比于传统的通过从主流区域播撒粒子的方法，本公开实施例的方法由于不存在主流区流动的干扰，可使得示踪粒子较为容易进入近壁区域。相比于相关技术中粒子播撒狭缝出口轴线与盖板表面呈一定夹角的方法，本公开实施例的方法不存在对边界层内的流动的干扰，试验测量结果可信度更高。

根据本发明的实施例，液态粒子发生器用于产生一定速度的示踪粒子流，若直接将其进行撒播，由于从液态粒子发生器出口流出的粒子流具有较高的初速度，则会对试验平板边界层内的流动产生较为强烈的干扰，严重影响试验结果。因此，本公开实施例通过设置粒子散布单元34对示踪粒子流进行减速，以达到试验要求。粒子散布单元34中可设有一级或多级减速空间(或通道)，示踪粒子流流从箱体32顶部的粒子第一出口340进入粒子散布单元34后，每经过一级减速空间，流速逐渐降低，直至到达试验要求的最终流速后从粒子第二出口344流出。

根据本公开的实施例，通过设置粒子散布单元34对示踪粒子流进行减速，可使得示踪粒子流在进入边界层之前具有较低的流动速度，满足其能够顺利进入边界层的前提下又不会对边界层内的流动产生干扰，保证了试验的有效进行，提高了试验测量精度。

根据本公开的实施例，利用本发明实施例的粒子播撒装置进行粒子播撒，能够得到清晰的速度场结构图，解决了现有的PIV示踪粒子播撒方法无法令PIV示踪粒子进入到边界层或超空泡内部的问题，不仅能够将示踪粒子均匀地播撒入大尺寸壁面边界层内部，还能将对主流及边界层的扰动降到最小，为开展边界层转捩、边界层分离等边界层内部涡流机理研究提供了良好的技术支撑。

根据本发明的实施例，进一步地，粒子散布单元34包括第一散布构件341、第二散布构件342和第三散布构件343。

其中，散布单元中，通过第一散布构件341形成第一空间、通过第二散布构件342形成第二空间、以及通过第三散布构件343形成第三空间，其中，第一空间与箱体32通过粒子第一出口340连通，第一空间和第二空间连通，第二空间和第三空间连通，第三空间和外界通过粒子第二出口344连通。

具体地，如图1所示，第一散布构件341，通过围壁结构围合形成第一空间，第一散布构件341的围壁中设有一级粒子通过口3411；第二散布构件342，通过围壁结构围合在第一散布构件341外侧，第一散布构件341的外壁和第二散布构件342的内壁之间围合形成第二空间，第二空间和第一空间之间通过一级粒子通过口3411连通，第二散布构件342的围壁中设有二级粒子通过口3412；第三散布构件343，通过围壁结构，和第二散布构件342、第一散布构件341的外壁之间形成第三空间，第三空间和第二空间之间通过二级粒子通过口3412连通，第三散布构件343中设有粒子第二出口344。

根据本发明的实施例，散布单元中，通过上述三个散布构件形成了三级减速空间(或通道)，示踪粒子流流从箱体32顶部的粒子第一出口340进入第一空间，在第一空间内经过一级减速后通过一级粒子通过口3411进入第二空间，在第二空间内经过二级减速后通过二级粒子通过口3412进入第三空间，在第三空间中经过三级减速后到达试验要求的最终流速后从粒子第二出口344流出。

根据本发明的实施例，进一步地，第三散布构件343可采用为平板状结构。第二散布构件342的顶部为平面结构，二级粒子通过口3412设置于第二散布构件342的顶部壁面上。例如，如图1所示，第一散布构件341可采用多块平板围合形成立方体或长方体结构的第一空间，第一散布构件341的侧壁中设有一级粒子通过口3411。第二散布构件342可采用倒L型板围合在第一散布构件341外侧，倒L型板和第一散布构件341的侧壁之间形成一条狭缝，为二级粒子通过口3412。第三散布构件343采用薄平板，通过一块竖直分隔板345，将薄平板平行支撑固定在第一散布构件341的顶部。薄平板和第二散布构件342上表面之间形成粒子第二出口344。

根据本发明的实施例，粒子第二出口344的高度与二级粒子通过口3412的宽度的比值范围为：2～5。如此，可保证示踪粒子的出口流速在设计范围内。

根据本发明的实施例，进一步地，第二空间包括两个第二子空间，第二散布构件342包括两组围壁结构，通过两组围壁结构分别围合在第一散布构件341的两侧以形成两个第二子空间。第三空间包括两个第三子空间，第三散布构件343的内壁和第一散布构件341的外壁之间通过分隔板345(竖直立板)连接，以便通过分隔板345将第三空间分隔形成两个第三子空间。

如图1所示，第二散布构件342采用两块倒L型板围合在第一散布构件341左右两侧，在第二散布构件342两侧围合形成两个第二子空间。第三散布构件343和和第一散布构件341的上表面之间通过分隔板(竖直立板)连接，将第三空间分隔形成两个左右两个第三子空间，根据平板边界层流动试验规模的大小，第三散布构件343距离第二散布构件342顶部的高度设置为5～30mm。

根据本发明的实施例，通过上述结构可形成两个粒子第二出口344，且两个粒子第二出口344分别位于箱体32两侧，如此，可同时进行两组对比试验，且由于如果两个粒子第二出口344流出的粒子流具有完全相同的流动状态，保证了两组对比试验中，进入边界层的粒子流初始状态一致(速度、流向)，保证了试验的精度。

根据本发明的实施例，进一步地，如图1所示，箱体32中设有整流板33，整流板33中设有多个整流孔。整流板33安装于箱体32中部，将箱体32分为上下两个空腔，下部的空腔起到稳压的作用，上部的空腔起到储存液态示踪粒子的作用。为了保证粒子最终的流入平板时具有足够的粒子密度，通过粒子进口31进入的粒子流需要具备较高的初速度，因此，粒子进口31设置于整流板33下部的箱体32侧壁，粒子进口31进入的粒子流，通过整流板33对粒子流进行整流，一方面速度降低，另一方面使得粒子流的流速和分布更加均匀，保证了后续试验的要求。

本发明的第二方面提供了一种包括上述粒子播撒装置的粒子播撒系统，图2是根据本发明实施例的示踪粒子播撒系统的结构示意图，以下结合图2，对本发明实施例的示踪粒子播撒系统进行说明。

如图2所示，该示踪粒子播撒系统包括如上所述的粒子播撒装置，还包括液态粒子发生器2和驱动气源1。

图3是根据本发明实施例的驱动气源1的系统结构示意图，如图3所示，驱动气源1包括空压机11和输气管路。

其中，输气管路的进口与空压机11出口连通，输气管路的出口与液态粒子发生器2的进气口21连通。输气管路中设有球阀12、减压阀13、针阀14，减压阀13可以将空压机11储气罐中的气体压力控制在0.1～0.3MPa，针阀14用来调节进入液态粒子发生器2的空气流量。

图4是根据本发明实施例的液态粒子发生器2的结构示意图。

如图4所示，液态粒子发生器2，包括储液罐23、进气吹扫探针22、储液罐23顶盖、出气口25，其中，储液罐23，被配置为存放预定种类的油性液体，储液罐23顶部设有进气口21；进气吹扫探针22，采用中空管状结构，被配置为竖直安装在储液罐23内部，进气吹扫探针22的上端开口与进气口21连通，进气吹扫探针22的下端设有多个探针小孔221，孔径0.5～1mm，用来产生气泡；出气口25设置于储液罐23的顶部，出气口25与箱体32中设置的粒子进口31连通。

根据本发明的实施例，进气吹扫探针22的中上部管壁处设有一圈二次气吹扫孔222，孔径1～2mm，二次气用来对油性气泡进行二次破碎，使粒径均匀。

根据本发明的实施例，储液罐23的罐身被标记有最高液位线和最低液位线；探针小孔221的位置低于最低液位线，二次气吹扫孔222的位置高于最高液位线；储液罐23上还设置有液位计231，用于测量和标定液位。

根据本发明的实施例，储液罐23上还设置有安装法兰232、放液口233以及放液口233堵头，储液罐23通过安装法兰232与储液罐23顶盖密封连接；储液罐23顶盖上固定进气吹扫探针22，进气吹扫探针22的一端与进气口21相连，另一端插入储液罐23底部液面以下，出气口25设置在储液罐23顶盖上。

根据本发明的实施例，进气吹扫探针22的下端设置探针小孔221，通过将一定压力的气流从液态粒子发生器2进气口21进入，通过进气吹扫探针22底部的探针小孔221喷出，对油性液体吹泡后产生油性气泡向上运动，一部分气泡在液面处破裂；进一步地，通过二次气吹扫孔222吹出的气流对未破裂的油性气泡产生干扰，油性气泡在二次气吹扫孔222吹扫气流的剪切力作用下破裂，可形成均匀粒子流，促进了粒子流的产生。

本发明的第三方面提供了一种利用上述粒子播撒系统进行粒子播撒的方法，包括如下操作：

操作S1：利用空压机11将预设压力的预定气体输送至液态粒子发生器2的储液罐23，以便预设压力的预定气体通过储液罐23中设置的进气吹扫探针22，对储液罐23中的油性液体进行吹胀和气泡破裂后，在出气口25处形成第一预设速度的示踪粒子流；

操作S2：将第一预设速度的示踪粒子流，通过粒子播撒装置中设置的粒子进口31通入粒子播撒装置的箱体32，以便示踪粒子流通过设置于箱体32顶部的粒子第一出口340流出后，进入粒子散布单元34；

操作S3：通过粒子散布单元34对示踪粒子流进行减速，使得示踪粒子流以第二预设速度，沿设置于粒子散布单元34的粒子第二出口344流出后流向试验平板，其中，粒子第二出口344的方向与试验平板的试验面平行。

图5是根据本发明实施例的粒子播撒装置中的示踪粒子流向示意图。

如图5所示，在平板试验中，第二散布构件342的顶部壁面与试验平板处于同一高度使用。

空压机11产生的带有一定压力的气流从液态粒子发生器2进气口21进入，通过进气吹扫探针22底部和侧壁的吹扫孔喷出，产生油性气泡向上运动，一部分气泡在液面界面处破裂，另一部分在二次气吹扫孔222吹扫气流的剪切力作用下破裂，形成均匀粒子流，然后从储液罐23顶盖上的出气口25流出并进入粒子播撒装置。

示踪粒子流流从箱体32顶部的粒子第一出口340进入第一散布构件341形成的第一空间，在第一空间内经过一级减速后通过一级粒子通过口3411进入通过第二散布构件342形成的第二空间，在第二空间内经过二级减速后通过二级粒子通过口3412进入通过第三散布构件343形成的第三空间，在第三空间中受到薄平板的阻挡经过三级减速后到达试验要求的最终流速后从粒子第二出口344沿着水平方向缓慢流动，并进入到平板边界层中。

根据本公开的实施例，为了保证粒子最终的流入平板时具有足够的粒子密度(浓度)，通过粒子进口31进入的粒子流需要具备较高的初速度，因此，储液罐23的出气口25处的示踪粒子流的第一预设速度为10～30m/s。

根据本公开的实施例，为了使得最终进入边界层的粒子流能够顺利进入边界层的前提下又不会对边界层内的流动产生干扰，需保证示踪粒子流在进入边界层之前具有较低的流动速度，因此，通过散布单元对示踪粒子流进行减速后，从散布单元的粒子第二出口344流出的示踪粒子流以第二预设速度0～2.0m/s流动，如此，可保证试验的有效进行，提高试验测量精度。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。