研究目的
采用数值（CFD）与实验（背景导向纹影、侧向剪切层干涉和纹影技术）手段，在准二维模型中测量入射激波/侧壁边界层相互作用的构型，重点测试马赫杆宽度。
研究成果
BOS能够准确捕捉内部流动结构，其结果与CFD及其他方法相比误差在7%以内保持一致。入射斜激波（尤其是马赫杆宽度）的三维重建取得成功，展示了BOS在流场测量方面的潜力。最佳光学旋转角度（如20°）可最小化误差，且该技术在此类应用中简单而灵敏。
研究不足
当光路过长时，BOS技术可能因空气动力学光学效应导致分辨率和精度下降，若旋转角度未优化则误差会增大。该方法需要仔细校准，且对背景图案质量和设置参数较为敏感。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用背景导向纹影（BOS）技术对高超声速流场中的密度梯度进行定量测量，并与计算流体力学（CFD）模拟、剪切敏感液晶（SSLC）和高速纹影方法进行对比。BOS装置包含多个以特定角度（10°、20°、30°）旋转的光路以重建三维结构。
2：0°、20°、30°）旋转的光路以重建三维结构。 样本选择与数据来源：
2. 样本选择与数据来源：使用高超声速风洞中带斜坡的M2.7喷管模型，流动条件包括马赫数2.7、总温290K、上游压力600kPa及下游压力102.38kPa。
3：7喷管模型，流动条件包括马赫数总温290K、上游压力600kPa及下游压力38kPa。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括佳能EOS系列相机（分辨率4752x3168像素，光圈1.4，焦距85mm）、白光LED灯（200W）、背景图案板（A4尺寸随机点阵），以及由铝合金和光学玻璃制成的风洞模型。
4：4，焦距85mm）、白光LED灯（200W）、背景图案板（A4尺寸随机点阵），以及由铝合金和光学玻璃制成的风洞模型。 实验流程与操作步骤：
4. 实验流程与操作步骤：BOS装置将背景板置于特定距离（如距流场中心270mm处），通过相机采集参考态与测试态图像，利用互相关算法（PIVlab）计算位移并推导密度梯度。在不同光学旋转角度下测试以测量马赫杆宽度。
5：数据分析方法：
采用互相关法计算位移，格拉德斯通-戴尔关系式推导密度，并与CFD结果对比验证。计算统计误差后基于几何关系进行三维重建。
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Canon EOS series camera
EOS series
Canon
Used to capture images for background-oriented schlieren measurements, providing high-resolution data for flow field analysis.
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white LED lamp
Serves as the light source for the BOS setup, illuminating the background pattern to enable displacement measurements.
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ANSYS FLUENT
ANSYS
Used for computational fluid dynamics simulations to model and analyze the flow field, providing comparative data for experimental results.
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Pointwise software
Pointwise
Used to generate structured grids for the CFD simulations, ensuring accurate mesh representation of the model.
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PIVlab
Cross-correlation algorithm used to calculate displacements from BOS images, enabling quantitative analysis of density gradients.
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