高速风洞发动机进排气动力模拟试验技术
模拟高速列车车顶湍流流场的风洞试验方法
Ａｂ ｓ ｔ ｒ ａ ｃ ｔ ：Ｓ ｉ ｎ ｃ ｅ ｔ ｈｅ ｒ ｅ ｉ ｓ ｄ ｉ ｆ ｆ ｅ ｒ ｅ ｎ ｃ ｅ ｂ ｅ ｔ ｗｅ ｅ ｎ ｔ ｈ ｅ ａ ｉ ｒ ｆ ｌ ｏｗ ｃ ｏｎ ｄｉ ｔ ｉ ｏｎｓ ｉ ｎ ｔ ｈｅ ｗｉ ｎｄ ｔ ｕ ｎｎｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ａ ｎ ｄ ｔ ｈａ ｔ ｉ ｎ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｏｐ ｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｉ ｎｓ ，ｓ ｏ ｍｅ ｔ ｉ ｍｅ ｓ ｇｒ ｅ ａ ｔ ｅ ｒ ｒ ｏｒ ｍａ ｙ ａ ｐｐｅ ａ ｒ ｉ ｎ ｅ ｖａ ｌ ｕａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｄｙｎ ａ ｍｉ ｃ ｎ ｏｉ ｓ ｅ ａ ｎ ｄ ａ ｅ ｒ ｏ ｄｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｆ ｏｒ ｃ ｅ ｏｆ ｓ ｕ ｃ ｈ ｄｅ ｖ ｉ ｃ ｅ ｓ ａ ｓ ｐ ａ ｎｔ ｏ ｇｒ ａｐ ｈ． Ｉ ｎ ｔ ｈｉ ｓ ｐａ ｐ ｅ ｒ ，ｔ ｈｅ ｔ ｕｒ ｂ ｕ ｌ ｅ ｎ ｔ ｆ ｌ ｏｗ ａ ｒ ｏ ｕｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｌ ｌ ｅ ｃ ｔ ｏ ｒ ｄｅ ｖｉ ｃ ｅ ｉ ｎ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｏｐｅ ｒ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｉ ｎｓ ｉ ｓ ｍｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｄ ｆ ｉ ｒ ｓ ｔ ；ｔ ｈ ｅ ｎ，ｉ ｍ ｐｒ ｏｖ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｉ ｓ ｍａ ｄ ｅ ｏ ｎ ｔ ｈｅ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ，ｉ ． ｅ ． ，ａ ｒ ｒ ａ ｎｇ ｉ ｎｇ ｏｂ ｓ ｔ ａ ｃ ｌ ｅ ｓ ｕ ｐｓ ｔ ｒ ｅ ａ ｍ ｆ ｒ ｏ ｍ ｔ ｈ ｅ ｍ ｅ ａ ｓ ｕｒ ｅ ｍｅ ｎｔ ｓ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏｎ ｏ ｆ ｔ ｈｅ ｗｉ ｎｄ ｔ ｕ ｎｎ ｅ ｌ ｔ ｏ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｔ ｈ ｅ ｔ ｕｒ ｂｕ ｌ ｅ ｎ ｔ ｆ ｌ ｏｗ． Ｆｉ ｎａ ｌ ｌ ｙ， ｔ ｈｅ ａ ｅ ｒ ｏ ｄｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｎ ｏｉ ｓ ｅ ｇｅ ｎ ｅ ｒ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ ｔ ｈ ｅ ｐａ ｎｔ ｏ ｇｒ ａ ｐｈ ｍ ｏｄ ｅ ｌ ａ ｎｄ ａ ｅ ｒ ｏｄ ｙ ｎａ ｍｉ ｃ ｆ ｏ ｒ ｃ ｅ ｓ ａ ｐｐｌ ｉ ｅ ｄ ｏｎ ｔ ｈｅ ｐ ａ ｎｔ ｏｇｒ ａ ｐｈ ｍｏ ｄｅ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ａ ｎ ｄ ｗｉ ｔ ｈｏ ｕｔ ｏｂ ｓ ｔ ａ ｃ ｌ ｅ ａ ｒ ｅ ｃ ｏｍ ｐ ａ ｒ ｅ ｄ ａ ｎｄ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ａ ｔ ｅ ｄ． Ｉ ｔ ｉ ｓ ｐｒ ｏ ｖｅ ｄ ｔ ｈａ ｔ ｔ ｈｅ ａ ｃ ｔ ｕ ａ ｌ ｔ ｒ ａ ｉ ｎｓ ｃ ａ ｎ ｂ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｆ ａ ｉ ｒ ｌ ｙ ｗｅ ｌ ｌ ｗｉ ｔ ｈ ｔ ｈ ｅ ｗｉ ｎｄ ｔ ｕｎｎ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ｍｅ ｔ ｈｏ ｄ．
流体力学中风洞实验的基本操作教程
流体力学中风洞实验的基本操作教程一、引言流体力学中的风洞实验是研究气体和液体流动行为的重要工具之一。
通过在实验室内部模拟大气环境中的气动流动，研究者可以观察和测量不同物体在流体中的受力和运动情况。
风洞实验在航空航天、汽车工程、建筑物设计等领域具有广泛的应用。
本文将为您介绍流体力学中风洞实验的基本操作步骤和注意事项。
二、风洞实验设备及组成部分1. 风洞：包括进风道、试验段和排风道。
2. 进风系统：用于提供实验所需的气流，包括获得高速气流所需的风机、引风道和加速器。
3. 试验段：用于安装和测量不同物体或模型的力学和流体力学性质。
4. 测量仪器：包括压力传感器、风速仪、雷诺数计等，用于记录和分析实验数据。
三、风洞实验的基本操作步骤1. 确定实验目标和设计实验方案在进行风洞实验之前，首先需要确定实验的目标和所需测试的参数。
然后，设计实验方案，包括选择适当的模型、确定实验条件（如流速、压力等），并考虑相关数据采集和分析方法。
2. 准备试验设备和工具检查风洞设备的状态，确保其正常运行。
清洁试验段，保证工作通道内无杂物和减小因堵塞而产生的气流扰动。
3. 安装模型并进行预实验根据实验方案，选择并安装相应的模型。
安装时要确保模型的稳定性，并注意避免模型表面的几何非均匀性对实验结果的影响。
进行预实验时，逐渐增加流速，观察模型的运动情况，并进行必要的调整，以确保后续实验的准确性。
4. 调整实验参数根据实验要求，调整实验参数，如流速、温度等。
通过风速仪、温度计等仪器对实验段内的流速和温度进行准确测量，并进行必要的校正。
5. 进行实验并记录数据在实验过程中，应严格按照实验方案要求进行操作。
记录数据时，可使用压力传感器、流速仪等测量仪器获取相应的气动力学参数和流体力学数据。
同时，为了提高实验结果的准确性，可进行多次实验，并取平均值进行分析。
6. 数据分析和结果验证根据实验获得的数据，进行数据处理和分析。
应注意排除异常数据和误差来源，并计算得出最终的实验结果。
风洞试验方案
风洞试验方案一、背景介绍风洞试验是空气动力学领域中一种重要的试验手段，可以模拟真实的空气流动环境，对飞行器、汽车、建筑等物体的气动性能进行研究。
本文档将详细介绍风洞试验方案的设计和实施过程。
二、实验目的本次试验旨在评估某型飞行器的气动性能，具体目标如下： 1. 测量飞行器在不同风速和迎风角度下的升力和阻力； 2. 研究飞行器在不同风速和迎风角度下的气动特性； 3. 分析飞行器的稳定性和操纵性。
三、实验器材和设备1.风洞：采用自然通风式低速风洞，具备稳定的进风速度和压力控制功能。
2.测力传感器：用于测量飞行器的升力和阻力。
3.倾斜传感器：用于测量风洞中的迎风角度。
4.数据采集系统：用于采集和记录风洞试验数据。
四、实验方案1.确定实验参数：–风速范围：0~30 m/s–迎风角度范围：-10°~30°2.准备实验样品：–安装测力传感器和倾斜传感器于飞行器模型上；–保证飞行器模型的表面光滑，以减小气动阻力的影响。
3.实验准备：–打开风洞进风通道，调整通风系统使风洞内风速达到预定值；–使用校准装置校准测力传感器和倾斜传感器的零点。
4.进行实验：–设置风速和迎风角度的组合，记录传感器数据；–重复多次实验，取平均值减小误差。
5.数据分析：–绘制升力和阻力随风速和迎风角度变化的曲线；–分析飞行器的气动性能，研究其稳定性和操纵性。
五、安全注意事项1.在实验过程中，严禁将手指或其他物体伸入风洞中，以免发生意外；2.实验操作人员应佩戴防护眼镜和手套，确保人身安全；3.实验设备应进行定期检查和维护，确保其正常运行。
六、实验计划和预算1.实验计划：–设计实验方案：2天–准备实验样品：1天–进行实验：3天–数据分析与报告撰写：2天2.实验预算：–风洞试验器材和设备租赁费用：10000元–实验样品制作费用：5000元–数据采集系统购置费用：3000元–实验人员工资和杂费：15000元七、实验风险评估1.风洞试验设备可能存在故障的风险，需要定期检查和维护；2.实验样品制作可能会出现误差，影响实验结果的准确性；3.实验数据采集和分析过程中可能会出现误差，需要进行数据处理和校正。
超声速风洞实验技术的使用方法
超声速风洞实验技术的使用方法超声速风洞是一种常用的实验工具，用于模拟高速流动的环境，以研究物体在超声速条件下的飞行特性及流场现象。
本文将介绍超声速风洞实验技术的使用方法，包括实验前的准备工作、实验过程中的操作步骤和实验后的数据分析。
一、实验前的准备工作在进行超声速风洞实验前，首先需要明确实验的目的和研究对象。
确定实验目的后，选择合适的物体模型或样品进行实验。
物体模型的选择应考虑尺寸、形状和材料等因素，并确保其能够满足实验要求。
接下来，进行实验设备的准备工作。
超声速风洞由风洞模型和驱动系统组成，其中驱动系统包括压缩机、加热器和喷嘴等部件。
在实验前，需要对设备进行检查和维护，确保其正常工作。
另外，还需要准备实验所需的测量仪器和传感器。
常见的测量仪器包括压力传感器、温度传感器和流速计等。
根据实验需求选择合适的测量仪器，并进行校准和调试。
二、实验过程中的操作步骤1. 开启超声速风洞设备。
按照设备操作手册的要求，逐步启动压缩机、加热器和喷嘴等设备，确保系统能够正常工作。
2. 调节风洞参数。
根据实验要求，设置超声速风洞的工作参数，如进气流速、温度和压力等。
调节这些参数的目的是模拟实际飞行环境，并确保实验的准确性和可重复性。
3. 安装物体模型或样品。
将选定的物体模型或样品安装在风洞中，并进行调整和定位。
确保物体模型与喷嘴之间的距离和角度等参数的准确性，以保证实验结果的可靠性。
4. 开始实验。
在设备和物体模型准备就绪后，开始进行实验。
根据实验要求和计划，采集所需的数据，并记录实验过程中的观察现象。
5. 调整实验参数。
根据实验结果和观察现象，进行实验参数的调整。
通过改变进气流速、温度或其他参数，进一步研究物体在超声速飞行条件下的特性和流场现象。
三、实验后的数据分析实验结束后，需要对实验数据进行分析。
在数据分析过程中，可以采用数值计算、实验图像处理和统计分析等方法，得出结论和研究成果。
首先，对采集到的数据进行整理和处理。
汽车整车空气动力学风洞试验 气动力风洞试验方法
汽车整车空气动力学风洞试验气动力风洞试验方法第一章试验介绍1.1 试验背景汽车的设计与制造是一个复杂的过程，为了确保汽车在高速行驶时能够稳定、安全地行驶，必须对汽车的空气动力学性能进行全面的评估和测试。
其中，空气动力学风洞试验是一种常用的测试手段，通过模拟车辆在真实行驶环境中的空气流动情况，来评估汽车的空气动力学性能。
1.2 试验目的汽车整车空气动力学风洞试验的主要目的是通过对汽车在风洞中的空气动力学性能进行测试和分析，为汽车的设计和改进提供重要的参考依据。
具体包括评估汽车的气动阻力、升力、侧向力等参数，以及研究汽车在不同速度和风向下的空气动力学特性，为汽车的设计优化提供数据支持。
1.3 试验对象本次试验的对象为某汽车制造公司新研发的一款中型轿车，车型为XX型号。
该车型在设计阶段已经进行了初步的空气动力学仿真分析，但为了进一步验证仿真结果的准确性，并对车辆的空气动力学性能进行更加全面深入的评估，需要进行空气动力学风洞试验。
第二章试验方法2.1 试验设备本次试验将使用某汽车制造公司配备的先进空气动力学风洞，风洞设备包括风道、风扇、测量传感器等。
风道采用封闭式结构，能够模拟多种不同的速度和风向条件，满足不同车速和风向下的算测需求。
风扇能够产生高速气流，测量传感器用于对车辆在风洞内的空气动力学参数进行实时监测和记录。
2.2 试验方案需要确定试验的速度范围和风向条件。
一般来说，汽车在行驶过程中会受到不同速度和不同角度的气流影响，因此需要在风洞中模拟不同的速度和风向条件，以获得全面准确的空气动力学性能数据。
确定试验参数和测量点。
根据汽车的设计特点和试验的目的，确定需要测量的空气动力学参数，如阻力、升力、侧向力等，并确定在车身表面的哪些位置设置测量点，以获取相应的测量数据。
进行试验数据的采集和分析。
在风洞试验进行过程中，需要通过测量传感器对车辆在风洞内的空气动力学参数进行实时监测和记录，然后对采集到的数据进行分析和评估，得出对汽车空气动力学性能的客观准确的评估结果。
风洞实验
确定模型对气流的相对运动和模型上的气动力随时间变化的实验，包括颤振实验、抖振实验、动稳定性实验、 操纵面嗡鸣实验、非定常压力测量等。
颤振实验颤振是飞行器在气动力、结构弹性力和惯性力相互作用下从气流中吸取能量而引起的自激振动。它 一旦发生，就很可能造成结构的破坏。进行风洞颤振试验，旨在选择对防颤振有利的结构方案（见颤振试验）。
在气流和模型作相对高速运动的条件下，测定气流沿模型绕流所引起的对模型表面气动加热的一种实验。当 飞行器飞行马赫数大于3时，必须考虑气动加热对飞行器外形、表面粗糙度和结构的影响。风洞传热实验的目的是 为飞行器防热设计提供可靠的热环境数据，实验项目包括：光滑和粗糙表面的热流实验，边界层过渡、质量注入 对热流影响的实验，台阶、缝隙、激波和边界层等分离流热流实验等。在风洞传热实验中一般略去热辐射，只考 虑对流加热，要模拟的是马赫数、雷诺数、壁温比、相对粗糙度（粗糙度与边界层位移厚度之比）、质量注入率、 自由湍流度等参数。在一般高超声速风洞、脉冲风洞、激波风洞、电弧加热器、低密度风洞和弹道靶中都能进行 传热实验，但都不能全面模拟上述参数。因此，必须对不同设备的实验数据进行综合分析。风洞传热实验的方法 有两类：一类是确定热流密度分布的热测绘技术，如在模型表面涂以相变材，通过记录等温线随时间的扩展过 程进行热测绘；又如在模型表面涂以漆和粉末磷光材料的混合物，通过记录磷光体的亮度分布转求热流密度分布 （后一方法响应快，灵敏度高）。热测绘技术可以提供丰富的气动加热资料，但精度较低。另一类是热测量技术， 利用量热计进行分散点的热测量，一般是在一维热传导的假定下通过测量温度随时间的变化率测量热流密度。在 一般高超声速风洞中常用的量热计有两种：①薄壁量热计，使用它时要求模型的壁做得很薄，以使模型在受热时， 内外表面的温度接近相等，在内表面安装温差电偶，用以测量温度随时间的变化来推算热流密度。②加登计，是R. 加登在1953年提出的，它是基于受热元件的中心和边缘之间的温度梯度和热流密度有一定的关系进行测量的。薄 壁量热计和加登计由于达到温度平衡需要较长的时间，不能用于脉冲风洞。在脉冲风洞中，可采用塞形量热计和 薄膜电阻温度计进行测量。塞形量热计是利用量热元件吸收传入其中的热量，然后测量元件的平均温度变化率再 计算表面热流密度。
风洞试验模拟分析
风洞试验模拟分析风洞试验是一种重要的工程测试手段，通过模拟真实环境中的风场条件，对飞行器、建筑结构等进行性能测试和优化设计。
本文将对风洞试验的模拟分析过程进行详细介绍。
一、试验目的与背景风洞试验的目的是为了评估飞行器或建筑结构在各种气动条件下的飞行性能、稳定性和安全性。
通过对模型进行风洞试验，可以获取气动载荷分布、气动力矩、空气动力特性等重要参数，从而为设计和改进提供依据。
在航空航天、汽车工程、建筑设计等领域，风洞试验都起着重要的作用。
二、试验模型制备在风洞试验中，首先需要制备试验模型。
试验模型应该准确地反映实际的外形和尺寸。
模型的制备通常包括以下几个步骤：1. 确定模型比例：根据试验需求和试验设备的尺寸，确定试验模型与实际对象的比例。
2. 确定材料：选择适合的材料来制作模型，常见的材料包括塑料、复合材料和金属等。
3. 制造模型：借助3D打印、铣床等加工设备，根据设计图纸将模型逐步制造出来。
4. 安装控制设备：根据试验需求，安装传感器、操纵装置等控制设备，以便获取实时的数据。
三、试验设备与实验流程在风洞试验中，除了试验模型外，还需要风洞设备和测量设备来实现模拟分析。
1. 风洞设备：风洞是进行风洞试验的关键设备，根据试验需求选择不同类型的风洞，如闭式风洞、开式风洞等。
风洞应具备稳定的压强、温度和气流速度控制能力。
2. 测量设备：测量设备用于获取模型在试验过程中的各项参数，包括气动力、气动载荷、速度和压力分布等。
常见的测量设备包括测力传感器、话筒、压力传感器等。
3. 试验流程：在进行风洞试验时，需要按照预定的试验计划和流程进行操作。
首先进行预热和校准，然后进行静态和动态试验，最后进行数据处理和分析。
四、数据处理与分析风洞试验得到的数据需要进行处理和分析，以便得到有用的结论和指导意见。
1. 数据处理：通过采集的数据进行滤波、去除干扰和误差，确保数据的准确性和可靠性。
2. 数据分析：根据试验结果，进行数据分析和对比，得到气动性能参数、飞行特性和性能指标。
超声速风洞实验技术的使用指南
超声速风洞实验技术的使用指南近年来，超声速风洞实验技术在航空航天领域起到了重要的作用。
本文将为读者介绍超声速风洞实验技术的使用指南，帮助读者更好地理解和应用这一先进技术。
一、超声速风洞实验技术简介超声速风洞是模拟高速飞行流场的重要设备。
其通过产生高速气流，使模型在空气中运动，进而研究模型在超声速飞行中的气动力学特性。
超声速风洞实验技术广泛应用于航空航天飞行器的设计、改进和性能验证，对提高飞行器的飞行稳定性和控制精度起到了关键作用。
二、超声速风洞实验技术的基本原理超声速风洞实验是通过增大空气相对于模型的速度来模拟超声速流动的。
当模型运动时，空气分离成绕流区和边界层。
通过调节进口风速、腔内压力和温度，可以控制模型周围的气动特性。
同时，利用高频传感器和数据采集系统，可以实时监测、记录和分析模型的响应。
三、超声速风洞实验技术的实验流程1. 准备工作：包括风洞设备检查、实验模型安装、传感器布置和数据采集系统的测试等。
2. 参数设置：根据实验需求，确定进口风速、腔内压力和温度等参数。
这些参数会直接影响实验结果，因此需要仔细调节。
3. 实验执行：开启风洞设备，使气流达到预设参数，让模型开始运动。
实验过程中需要对模型的运动轨迹进行实时监测，并采集相应的气动数据。
4. 数据分析：根据采集到的数据，进行统计分析和图像处理，获得模型的气动特性参数，并与预期结果进行比较。
5. 结果总结：根据数据结果，通过对实验过程的总结和分析，得出定性和定量的结论，探讨分析实验中存在的问题和可能的解决方案。
四、超声速风洞实验技术的应用领域1. 飞行器设计与改进：超声速风洞实验为航空航天工程师提供了一个实验验证的平台，可以评估飞行器的气动性能，并指导设计改进。
2. 飞行器控制与稳定性研究：超声速风洞实验可以帮助研究人员研究飞行器的飞行稳定性、控制性和进气性能。
3. 大气物理研究：超声速风洞实验可以模拟高空的超声速流动条件，帮助研究人员了解大气层中复杂的流动现象。
风洞试验技术介绍及应用课件
建筑领域
建筑风工程研究
风洞试验在建筑领域主要用于研究建筑物的风工程性能， 如风压、风载等。通过风洞试验，可以评估建筑物的抗风 能力，为建筑设计提供依据。
建筑结构优化
风洞试验可以帮助优化建筑物的结构设计，通过改进建筑 物的抗风性能，可以提高建筑物的稳定性和安全性。
城市规划与环境影响评估
风洞试验可以模拟建筑物和城市规划对周围环境的影响， 用于评估城市规划方案的环境影响和安全性。
动态相似
在风洞试验中，需要保证模型上的气流速度与真 实世界中的气流速度成比例关系，以便实现动态 相似。
雷诺数相似
雷诺数是一个描述流体流动状态的参数，风洞试 验中需要保证模型与真实物体在雷诺数上相似。
03 风洞试验技术分 类
低速风洞
主要用于模拟大气边界层内的流动现象。
低速风洞主要用于模拟大气边界层内的流动现象，如飞机、汽车等地面交通工具 的空气动力学性能测试。由于低速气流中不存在音障，因此低速风洞的试验速度 较低，通常在亚音速范围内。
环境工程领域
气象与气候研究
环境工程设计
灾害预警与防控
风洞试验在环境工程领域可用 于研究气象和气候变化对环境 的影响。通过模拟不同气候条 件下的气流运动，可以研究气 候变化对环境的影响和预测未 来气候变化趋势。
风洞试验可以为环境工程设计 提供依据，如风电场选址、环 保设施布局等。通过模拟气流 运动和环境因素，可以评估设 计方案的有效性和可行性。
现代发展
随着科技的不断进步，风洞试验技术也在不断改 进和完善，应用领域也更加广泛。
风洞试验技术的应用领域
航空航天
风洞试验技术在航空航天领域 的应用最为广泛，主要用于飞 行器的空气动力学性能测试。
汽车工业
高速列车模型风洞试验的模拟方法研究
中图分类号 ： Ｖ ２ １ １ ． ７ ４
文献标志码 ： Ａ
文章编号 ： １ ６ ７ ２— ７ ０ ２ ９ （ ２ ０ １ ３ ） ０ ３— ０ ０ ８ ７— ０ ７
Ｓ ｔ ｕ ｄ ｙ ｏ ｎ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｎ ｎ ｅ ｒ ｏ ｆ ｗｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｈ ｉ ｇ ｈ— — ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｍｏ ｄ ｅ
ｓ ｕ ｉ ｔ ｓ ｏ ｆ ｈ ｉ 【 ｇ ｈ—ｓ ｐ ｅ ｅ ｄ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ ｍ ｏ ｄ ｅ ｌ ｗ ａ ｓ ｒ ｅ ｓ ｅ ｒｃ ａ ｈ ｅ ｄ，ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｓ ｉ ｍｕ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｍａ ｎ ｎ ｅ ｒ ｓ ｅ ｔ ｔ ｌ ｅ ｄ ｏｒ ｆ ｒ ｅ ｑ ｕ ｅ ｓ ｔ ｏ ｆ ｗ ｉ ｎ ｄ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ ｔ ｅ ｓ ｔ
第１ Ｏ卷 第 ３期 ２ ０ １ ３年 ６月
铁道科 学与工程学报
Ｊ ＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＲＡｌ Ｌ Ｗ ＡＹ ＳＣＩ ＥＮＣＥ ＡＮＤ ＥＮＧｌ ＮＥＥＲＩ ＮＧ
Ｖｏ １ ． １ ０ ＮＯ ． ３
Ｊ ｕ ｎ ｅ ２ ０１ ３
高速 列 车模 型 风 洞 试 验 的模 拟 ｎ ａ ３ ｗ ｉ ｄ ｔ ｈ ｏ ｆ ｔ ｒ ｉｎ ａ ｍｏ ｄ ｅ ｌ ｂ ｏ ｄ ｙ ，ａ ｎｄ ｔ ｈ ｅ ａ ｎ ｇ ｌ ｅ ｓ ｏ ｆ ｆ ｒ ｏ ｎ ｔ ａ ｎ ｄ ｌ ａ ｔ ｅ ｒ ｌ ａ ｓ ｌ ｏ ｐ ｅ ｓ ｏ ｆ ｂ ｌｌ ａ ａ ｓ ｔ ｍｕ ｓ ｔ ｂ ｅ ｎ ｏ ｍｏ ｒ ｅ ｔ ｈ ａ ｎ
风洞试验技术在航空航天领域中的应用研究
风洞试验技术在航空航天领域中的应用研究随着科技的不断发展，航空航天领域迅猛发展，风洞试验技术成为了一个重要的研究工具。
风洞试验是模拟大气环境下的空气流动情况，通过测量模型在不同速度、角度和条件下的空气动力学性能，以研究飞行器设计和性能优化。
本文将重点探讨风洞试验技术在航空航天领域中的应用研究。
一、风洞试验的基本原理风洞试验的基本原理是模拟大气环境下空气流动的物理过程。
通过控制风洞中的空气流速、温度和湿度等参数，使其尽量接近实际飞行条件。
然后将模型放置在风洞中，测量模型受到的空气动力学性能，如升力、阻力、气动特性等。
通过这些数据，研究人员可以评估飞行器在各种飞行条件下的性能表现。
二、风洞试验在航空领域中的应用1. 飞机设计与改进在飞机设计过程中，风洞试验是不可或缺的环节。
通过在风洞中对不同机型的模型进行测试，可以获得模型的气动特性数据，如阻力、升力、迎角等。
这些数据对飞机的性能评估和设计改进具有重要意义。
研究人员可以根据风洞试验结果优化机翼、机身和襟翼等部件的设计，以提高飞机的飞行效率和稳定性。
2. 涡轮发动机技术研究在航空发动机领域，涡轮发动机是一种性能卓越的发动机类型。
然而，涡轮发动机的设计与改进需要大量的空气动力学数据支持。
通过风洞试验，可以测量涡轮发动机模型的压力分布、流量分布和叶片载荷等参数，以验证和优化设计方案。
同时，风洞试验还可以研究涡轮发动机的内部流动特性，为发动机燃烧和冷却技术提供重要参考。
3. 火箭与导弹技术研究在航天领域，火箭与导弹技术的研究同样离不开风洞试验。
风洞试验可以模拟火箭或导弹在大气中的飞行过程，研究其气动特性和控制性能。
通过测量火箭或导弹模型受到的阻力、升力和力矩等参数，可以评估其稳定性和操控性。
这些数据对于火箭和导弹的设计、改进和性能验证具有重要意义。
三、风洞试验技术的挑战与发展虽然风洞试验在航空航天领域中应用广泛，但也面临着一些挑战。
首先，风洞试验需要大量的设备和人力资源，成本较高。
高超声速风洞气动力试验技术进展
可 在 较 高 马 赫 数 （Ｍａ＝７，８，１０，１４）的 条 件 下 同 时 模 拟 大 动 压、高 雷 诺 数，试 验 时 间 也 达 到 秒 级 。 ［１］
２）脉 冲 型 高 超 声 速 风 洞 脉 冲 型 高 超 声 速 风 洞 种 类 也 较 多 ，激 波 风 洞 、 炮风洞和脉冲燃烧风洞等是其中比较典型的几类 设 备 。 其 中 ，激 波 风 洞 是 利 用 激 波 压 缩 工 作 气 体 、 再利用定常膨胀方法产生高超声速试验气流的风 洞。相对于常规 高 超 声 速 风 洞，其 模 拟 的 马 赫 数 范围更宽（可以达到 Ｍａ＝２０以上）、运行参数（总 温、总压）更高（总温可达８ ０００Ｋ 以上、总 压可大 于１×１０８ Ｐａ），在 模 拟 参 数 相 似 性 方 面 优 于 常 规 高 超 声 速 风 洞 ，但 其 试 验 时 间 短 （一 般 为 几 毫 秒 至 几十毫秒）。国外 典 型 的 该 类 风 洞 设 备 有 美 国 卡 尔斯本大 学 巴 法 罗 研 究 中 心 （ＣＵＢＲＣ）的 ＬＥＮＳ 系列激波风洞（Ｍａ＝３～１８）、俄罗斯的 Ｕ－１２风洞 （Ｍａ＝４～１０）和 德 国 的 ＴＨ２ 风 洞（Ｍａ＝６～１８） 等；另外，膨胀管风洞如 ＣＵＢＲＣ 的 ＬＥＮＳ－ＸＸ（最 高 速 度 为１３ｋｍ／ｓ，Ｍａ＝５～３７）可 以 实 现 更 高 速 度的 模 拟，当 然 其 试 验 时 间 也 更 短，通 常 小 于 １ｍｓ。由于试验时 间 很 短，在 这 类 风 洞 设 备 上 开 展气动力试验，必 须 发 展 专 用 的 测 力 天 平 和 试 验 数据修正技术，获 得 的 试 验 结 果 精 度 通 常 低 于 常 规高超声速风洞。 而脉冲燃烧风洞是利用燃料燃烧产生的高温 气体作为风洞的 试 验 气 体，经 喷 管 加 速 后 模 拟 超 高速的高温 流 场。 相 对 于 常 规 高 超 声 速 风 洞，它 可以模拟较高的 总 温 条 件，如 Ｍａ＝６ 时，可 以 达 到 Ｔ０＝１ ６５０Ｋ 以 上，复 现 高 度 Ｈ ＝２５～３０ｋｍ 的 实 际 飞 行 总 温 条 件 ，对 于 开 展 超 燃 发 动 机 试 验 、 飞行器带动 力 气 动 力 试 验 等 有 利。 但 是，由 于 风 洞试验气体为燃 料 燃 烧 产 物、未 消 耗 燃 料 等 与 空 气所形成的混合 物，其 组 分 和 物 理 性 质 与 纯 空 气 相 比 有 较 大 的 差 异 ，即 产 生 了 “污 染 ”，会 对 获 得 准 确的气动力试验数据不利。 ３）弹 道 靶 设 备 弹道靶是 一 类 特 殊 类 型 的 高 超 声 速 风 洞 设 备。在气动力特 性 研 究 方 面，它 主 要 是 采 用 模 型 自 由 飞 试 验 技 术 ，获 得 飞 行 器 模 型 的 静 、动 态 气 动 特性系数。试验 时，发 射 器 将 模 型 以 一 定 速 度 发 射到靶室内，高速 图 像 记 录 系 统 记 录 模 型 的 运 行 轨迹，然 后 利 用 图 像 处 理、参 数 辨 识 等 技 术，获 得
风洞试验关键技术实现新突破等
风洞试验关键技术实现新突破等风洞试验是飞行器设计、研发过程中不可或缺的一环。
通过模拟不同飞行状态下的气流，测试各种设计方案，优化结构参数，风洞试验可以大大提高飞行器的性能和安全性。
近年来，风洞试验技术实现了一系列新突破，这些突破将更好地支持气动研究领域，推动未来航空航天领域发展。
一、高速高温风洞试验技术的制备高速高温风洞试验技术是研究高温气流对空气动力性能和热防护系统的影响的关键技术之一。
在过去，由于受制于设备制造技术和材料性能限制，高速高温风洞试验的过程中，设备的寿命和测试温度范围都存在较大的限制。
但是，随着材料科学、制造工艺等各领域技术的不断突破，近年来高速高温风洞试验技术得以实现新突破。
例如，中国空气动力研究与发展中心完成新型高速高温风洞试验设备的研制，可以进行高达2000℃的高温环境模拟。
二、先进测量技术的应用高精度和高分辨率的测量技术对于风洞试验的成功至关重要。
近年来，先进测量技术的应用实现了新突破，如激光干涉仪、高速压力传感器、激光雷达等，可以提供更加准确和详细的数据。
这些技术可以帮助工程师更好地理解模型表面流场和压力分布等信息，提高模型设计的准确性。
三、气动光学技术应用的新发展气动光学技术是风洞试验中重要的测量技术之一，其可以实现流场中颗粒、气泡等物质的精确跟踪。
在过去，该技术的运用往往受制于探测器分辨率和光源强度等问题，难以取得准确的数据。
如今，随着高速相机的日益成熟，气动光学技术的应用得到了新突破，可以更加精确地测量流场数据，帮助工程师优化模型设计。
四、计算流体力学技术的进步计算流体力学技术（CFD）是一种可替代风洞试验的方案，其可以模拟流场的运动和变化，帮助工程师预测流体力学效应。
在过去，由于计算机技术和算法方面的限制，CFD的使用受到了很大的限制，无法取代风洞试验技术。
但现在，CFD的运用效果得到了显著提高，其可预测性已经有了极大改善，能够用于替代或补充风洞试验，且成本更低。
高超声速风洞试验介绍
高超声速风洞试验介绍摘要风洞即风洞实验室，是以人工的方式产生并且控制气流，用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况，并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。
风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。
它在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，这种实验方法，流动条件容易控制。
实验时，常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风，通过测控仪器和设备取得实验数据。
高超声速风洞是指马赫数大于 5的超声速风洞，主要用于导弹、人造卫星、航天飞机的模型实验。
本文主要介绍常规高超声速风洞和实验所用高超声速风洞。
1. 引言风洞（wind tunnel），是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气流的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道状实验设备，它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。
风洞主要由洞体、驱动系统和测量控制系统组成，各部分的形式因风洞类型而异。
风洞种类繁多，有不同的分类方法。
风洞种类繁多，有不同的分类方法。
按实验段气流速度大小来区分，可以分为低速、高速和高超声速风洞。
2. 高超声速风动高超声速风洞是指马赫数大于 5的超声速风洞，主要用于导弹、人造卫星、航天飞机的模型实验。
实验项目通常有气动力、压力、传热测量和流场显示，还有动稳定性、低熔点模型烧蚀、质量引射和粒子侵蚀测量等。
高超声速风洞主要有常规高超声速风洞、低密度风洞、激波风洞、热冲风洞等形式。
高超声速风洞如要在风洞中获得更高 M数的气流（例如M≥5）,一般来说单靠上游高压空气的吹冲作用还不能产生足够的压力差，这时在风洞下游出口处接上一只容积很大的真空容器，靠上冲下吸便可形成很大的压差，从而产生M≥5的高超音速气流。
不过气流在经过喷管加速到高超音速的过程中会急剧膨胀，温度会随之急剧下降，从而引起气体的自身液化。
为避免液化或模拟需要的温度，必须在高超音速风洞中相当于稳定段处装设加热装置。
高超音速风洞依加热原理和用途的不同有多种型式。
高速列车空气动力学性能试验与风洞模拟
高速列车空气动力学性能试验与风洞模拟近年来，高速列车的发展成为了许多国家的重要发展目标。
高速列车的运行速度越来越快，因此对其空气动力学性能的研究变得尤为重要。
为了提高列车安全性和运行效率，研究人员进行了大量的试验和风洞模拟，并取得了令人鼓舞的成果。
空气动力学是研究空气在物体表面流动所产生的力学效应的学科。
在高速列车中，空气动力学的性能对列车的运行速度、能源消耗和稳定性具有重要影响。
因此，研究人员致力于了解列车在运行过程中的空气动力学行为，以便对列车进行优化设计。
高速列车的试验通常涉及在实际运行条件下对列车进行测试。
为了分析列车在高速情况下的性能，研究人员借助一系列精密的仪器和设备，收集列车行驶时的数据。
试验包括但不限于列车行驶时的振动、气流分布、气流压力等参数的测量。
风洞模拟是研究高速列车空气动力学性能的常用方法之一。
风洞是一个人工仿真的用于模拟空气流动的设备。
通过在风洞中放置模型列车，研究人员可以对列车在不同风速和风向下的空气动力学行为进行模拟和观测。
这些模型通常是按照真实列车的比例缩小制作的，并具有准确的气流分布和气流压力。
风洞模拟试验的结果对高速列车的设计和改进提供了重要参考。
通过风洞模拟，研究人员可以发现空气动力学设计上的不足，进而改进列车的外形设计以减小阻力，提高稳定性和减少噪音。
此外，通过模拟列车在不同气流条件下的运行情况，我们可以更好地理解列车与空气之间的相互作用，进而预测和优化列车的性能。
高速列车的空气动力学性能试验和风洞模拟不仅对列车本身的设计和改进具有重要意义，还对铁路运输系统的发展具有重要影响。
通过优化列车的外形设计，我们可以减小列车与空气之间的阻力，从而提高列车的运行速度和燃油效率。
同时，通过降低列车的噪音和振动，我们可以提高列车的舒适性和乘客体验，进而改善整个铁路运输系统的服务质量。
在未来的发展中，随着高速列车技术的不断进步，空气动力学性能试验和风洞模拟将继续发挥重要作用，为高速列车的设计和改进提供科学依据。
大气工程中的风洞试验与仿真模拟研究
大气工程中的风洞试验与仿真模拟研究大气工程作为一门综合性学科，研究的内容涵盖了空气动力学、环境科学、气象学等多个学科的交叉领域。
在大气工程领域，风洞试验与仿真模拟研究是至关重要的一环。
本文将探讨风洞试验与仿真模拟在大气工程中的应用现状以及其重要性。
一、风洞试验风洞试验是大气工程中常用的实验手段之一。
它通过在模型尺寸缩小的情况下，使用风洞产生的气流来模拟真实大气环境，从而研究空气动力学、结构动力学等相关问题。
风洞试验广泛应用于航空、能源、建筑、交通等领域。
在航空领域，风洞试验被用于研究飞机的升力、阻力、稳定性等性能，通过风洞试验可以优化飞机的设计，提高其安全性和效率。
在能源领域，风洞试验被用于研究风力发电机叶片的aerodynamic 特性，从而提高风力发电的效率。
在建筑领域，风洞试验可以模拟建筑在高风速环境下的受力情况，进而优化建筑结构，提高其抗风能力。
在交通领域，风洞试验可以模拟车辆在高速行驶中的气动性能，研究车辆的稳定性和燃油经济性。
二、仿真模拟研究与风洞试验相比，仿真模拟研究中，采用数值计算方法对大气流动进行模拟。
仿真模拟研究借助计算机技术和数学模型，可以对大气动力学行为进行细致的分析。
仿真模拟研究在大气工程中起到了至关重要的作用。
它可以帮助研究者预测和评估大气环境中的各种现象和过程，比如空气污染扩散、大气层中的温度分布、风场变化等。
在环境科学领域，仿真模拟研究被广泛应用于空气质量评估、气象灾害预警等方面。
在气候学领域，仿真模拟研究可以用于模拟气候变化，预测未来几十年的气候走势。
仿真模拟研究与风洞试验相辅相成。
风洞试验可以为仿真模拟提供验证数据，而仿真模拟可以帮助优化风洞试验设计，提高试验效率。
三、风洞试验与仿真模拟的重要性风洞试验与仿真模拟在大气工程中的重要性体现在以下几个方面：1. 减小成本和时间：采用风洞试验和仿真模拟可以有效减小研究成本和时间。
相对于实地试验，风洞试验和仿真模拟更加经济、高效。
公路车风洞测试方法_概述说明
公路车风洞测试方法概述说明1. 引言1.1 概述公路车风洞测试方法是一种常用的科学技术手段，通过在风洞实验室中模拟公路交通环境，以观测和测量车辆在不同气流条件下的行驶性能和空气动力特性。
这项技术旨在提供客观准确的数据支持，以改进公路车辆设计、提高行驶稳定性和降低空气阻力。
1.2 文章结构本文将围绕公路车风洞测试方法展开讨论。
首先，我们将介绍常用的风洞测试设备，包括静态风洞和动态风洞，并对其工作原理和特点进行概述。
接着，我们将探讨测试参数与数据采集方法，解析如何准确地获取实验所需的各类数据。
同时，我们还将详细介绍数据处理与分析方法，以便从海量数据中提炼出有效信息并进行科学研究。
在第三部分中，我们将深入了解公路车风洞测试的具体步骤与流程。
这包括了实施前的准备工作、实际进行的风洞测试过程以及后期数据记录与验证等环节。
通过清晰的步骤指导，读者将对风洞测试的操作流程有更全面的理解。
在第四部分中，我们将讨论公路车风洞测试的意义与应用。
具体而言，我们将探究风洞测试对于提高车辆行驶稳定性研究、减少空气阻力以及开发新型车辆设计方案等方面的重要作用。
这些研究领域是目前公路车工程领域关注的焦点，并且具有广阔的市场前景和应用价值。
最后，在结论与展望部分，我们将对全文进行总结，并展望公路车风洞测试方法在未来的发展趋势。
随着科学技术不断进步和创新，我们可以期待公路车风洞测试方法在更多领域得到广泛应用并取得更加精确有效的成果。
通过本文的介绍与解析，读者将能够全面了解公路车风洞测试方法及其应用价值，为相关研究提供参考和指导。
接下来，我们将开始探讨2. 公路车风洞测试方法部分内容。
2. 公路车风洞测试方法2.1 常用风洞测试设备公路车风洞测试是通过将实际尺寸的汽车模型置于风洞中进行试验，获取有关空气动力学特性的数据。
常见的风洞测试设备包括：1. 静压式风洞：静压式风洞是最基本和常见的风洞类型，这种风洞主要通过测量在静态状态下流过模型周围的空气静压力来获得相关数据。
风洞特种实验技术
风洞特种实验技术综述摘要：风洞特种实验技术主要包括：动力模拟试验、多体干扰与分离试验、风洞尾旋试验、风洞模型自由飞试验、铰链力矩试验、结冰试验等。
本文对这些实验技术进行概念性综述。
关键词：风洞特种实验技术概念综述一动力模拟试验[1]1动力模拟试验的目的对于航空喷气发动机,不论是涡喷式、涡扇式还是冲压式,其前部都配置进气道,而后部配置尾喷管.这样进气道前面的进气流和尾喷管后面的尾喷流,都会对飞行器的外部绕流产生干扰影响,从而改变飞行器的气动特性———即通常称为“发动机进排气动力影响”。
2动力模拟试验的实验技术的概念发动机动力模拟风洞试验技术,就是要在风洞试验中,实现其发动机进气和排气流动效应的模拟,以便测定出发动机进排气流对飞行器的气动影响量 .随着目前大推力发动机被广泛采用,动力对飞行器性能的影响更显示出重要性.动力模拟试验已成为飞行器研制中必不可少的风洞试验项目.二多体干扰与分离试验1多体干扰与分离试验的重要性[2]多体干扰与分离动力学是亚轨道飞行器、重复使用跨大气层飞行器和通用再入飞行器研制中的一个关键技术问题,关系到演示验证能否成功2多体干扰与分离试验的实验技术[3]试验模型是某典型构型的可重复使用航天飞行器,由助推器以及再入体两部分组成。
利用风洞上下投放机构实现两模型间的相对运动,采用两台天平对模型的气动力进行测量,同时利用纹影仪记录模型分离过程中的激波干扰情况。
结果结果表明:试验系统设计合理,能准确模拟物体间分离过程,并能精确测量多体干扰的气动力特性,激波干扰清晰可见。
三风洞模型自由飞试验[4]1风洞模型自由飞试验的意义它为新型气动布局飞机稳定性与操纵性研究、飞行控制律验证与优化、大迎角过失速机动能力实现、推力矢量以及垂直起降技术发展、主动流动控制技术的发展起到了重要的推进作用。
2水平风洞模型自由飞试验技术水平风洞模型自由飞是通过远程控制实现飞机模型在风洞试验段无系留六自由度自由飞行的试验技术，可为缩比模型提供在风洞中模拟全尺寸真机飞行运动的仿真试验环境。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
出精确的计算结果， 主要通过风洞试验来测定 1 发动机动力模拟风洞试验技术， 就是要在风 洞试验中， 实现其发动机进气和排气流动效应的 模拟， 以便测定出发动机进排气流对飞行器的气 动影响量 1 随着目前大推力发动机被广泛采用， 动 力对飞行器性能的影响更显示出重要性 1 动力模 拟试验已成为飞行器研制中必不可少的风洞试验
［+］ 拟 !
!
!"!
进排气动力模拟试验的技术问题
发动机进排气模拟相似参数 获得进排气模拟参数， 可以采用三种方法： 一
是半经验半分析的方法； 二是量纲分析方法； 三是 依据描述流动物理现象的方程导出基本相似参 数! 排气流 （即喷流） 对飞行器的影响主要有三方 面： +）喷流的直接 作 用 ! 包 括 喷 流 的 反 作 用 推 力、 推力线不通过重心时的附加力矩和喷流直接 打到飞行器等部件上的作用力 ! ,）喷流的引射器效应 ! 高速喷流由于气流的 粘性作用， 抽吹 （引射） 外流， 使外流流线向喷流轴 线方向弯曲、 流速增加、 静压降低 （图 +） ! 万方数据 -）喷流的体积效应 ! 体积效应又称自由边界
QG 8+3D0-+3D
（ P2-3BOB =B,@CH3+/-* RBOB+,*2 S3OJ-JGJB @I =B,@3+GJ-*O，?+,T-3 %("""%， P2-3+）
（ JG,T-3B V@WB,BC O-/G0+J@,，BLB*J@,O） 78*’1&+’：5@ OJGCH J2-O JBOJ JB*23-UGB，J2B B3D-3B O-/G0+J@, +3C J2B O-/$ G0+JBC V+,+/BJB,O WB,B +3+0HXBC +3C *@/V+,BC I-,OJ0H -3 J2-O V+VB, 1 52B P+0*G0+J-3D /BJ2@CO @I J2B BLB*J@, WB,B V,B$ OB3JBC GO-3D J2B J2B@,BJ-*+0 T+OB @I Y3B$C-/B3O-@3+0 -CB+0 I0@W1 =3 B3D-3B +-, -3J+ZB +3C B[2+GOJ O-/G0+J-@3 B[VB,-$ （ J2B /+[-/G/ C-+/BJB, @I J2B BLB*J@, -O &%//）W+O *@3CG*JBC -3 J2B 89$: /B3J @I + *,G-OB /-OO-0B W-J2 J2B BLB*J@, J,+3O@3-* W-3C JG33B0 1 52B JBOJ ,BOG0JO O2@WBC J2+J J2B I,BB OJ,B+/ \+*2 3G/TB, +3C 3@XX0B V,BOOG,B ,+J-@ DBJJ-3D %""; O-/G0+JBC，J2B I0G[ *@BII-*-B3J ,B+0-X-3D 4’; O-/G0+JBC 1 52B +-, -3J+ZB +3C B[2+GOJ *+3 -3*,B+OB J2B N+0GB @I 0-IJ +3C C,+D，O-/G0J+3B@GO0H J2B N+0GB @I V-J*2-3D /@/B3J W+O CB*,B+OBC，J2B N+0GB @I T+OB C,+D @I J2B /@CB0 -O 3BD+J-NB -3 3@ /+JJB, W2-*2 O-JG+J-@3 W2BJ2B, B[-OJ-3D +-, -3J+ZB +3C B[2+GOJ @, 3@J 1 9(: 601)*：2-D2 OVBBC；W-3C JG33B0；-3J+ZB +3C B[2+GOJ；BLB*J@,O
［,］ 动机动力模拟器 !
发动机动力模拟器基本可以分为四种型式：
第@期
郝卫东等： 高速风洞发动机进排气动力模拟试验技术
@A-
!通流短舱； ! 喷气短舱； " 引射器短舱； # 涡轮 ， 见图 $ 所示 % 动力模拟器 （ !"#）
气体除油、 除水、 除尘和加热等， 使用很不方便 % 至今已有 ?) 多 !"# 在国外广泛用于民机的研制， 年的历史， 国内尚处于初始试验阶段 % 基于上述情况， 考虑航弹试验模型弹身最大 直径为 @- 77， 这样小尺寸 !"# 很难研制， 要达到 排气落压比为 $ % A$ 更有难度 % 为此， 本次试验决 定采用引射式动力模拟器开展某航弹进排气动力 模拟风洞试验 % 在本试验研究中， 某航弹的模拟要求是： #$ & B ) % , !"# %) & ’ % & B $ % A$ ’" B ) % =?
图+
喷流和外流互相干扰
由于受试验设备和技术上的限制， 目前在风 洞试验中， 一般都采用冷喷流进行试验 ! 试验中只 要做到模型几何模拟 （即 ’" / ’ 0 相等） ， 来流 #$ 0 相等、 尾喷口处的压力比 !# " / ! 0 相等 （在模型喷 管几何模拟的情况下， 忽略温度 ! 的影响， 保证 也即保证 !" / ! 0 和 #$ " 相等） ， 这样 !# " / ! 0 相等， 就基本满足了喷流位移效应和引射效应的模
!""( 年 & 月 第 #% 卷 第 & 期
北京航空航天大学学报 ]@G,3+0 @I KB-L-3D M3-NB,O-JH @I =B,@3+GJ-*O +3C =OJ,@3+GJ-*O
=V,-0 !""( <@01 #% ^@_&
高速风洞发动机进排气动力模拟试验技术
郝卫东
摘
邓学蓥
曲芳亮
（中国航空工业空气动力研究院，哈尔滨 %("""%）
效应、 位移效应 ! 喷流羽流边界类似一个实体边 界， 对气流产生阻塞作用， 迫使外流流场向外弯 曲， 静压增高 （图 +） ! 排气 模 拟 有 . 个 基 本 参 数：!" / ! 0 、#$ " / （ %& ） #$ 0 、 / %& ） !" /!0 、 "（ 0 及 ’ " / ’ 0 ! 喷流静压比 无论是 !" / ! 0 是喷流模拟中最主要的一个参数， 喷流的体积效应或引射效应的模拟都要求模拟此 （ %& ） 参数相等； / %& ） !" /!0 和 "（ 0 体现了喷流的温 度效应， 即喷流的温度变化导致了这两个参数的 改变； #$ " / #$ 0 表示外流速度与喷流速度之间的 关系； ’" / ’ 0 是保证模型喷管与飞行器几何相似 所需要的相似参数 ! 只要喷流试验时这 . 个基本 参数完全与飞行器的相同， 模型几何外形和外流 场参数 （如 #$ 0 、 又分别与飞行器相似和 %( 0 等） 相等， 则模型喷流完全模拟了飞行器喷流流场 !
图$
风洞中的发动机模拟器
引射器的设计计算 引射器的设计计算有两大类 % 第一类， 已知引
通流短舱是最简单、 最经济的动力模拟器， 可 以实现正确的进气几何尺寸和进气流量比 （ !& ’ 的模拟 % 排气流动总压、 温度和排气羽流形状 !" ） 等均不能模拟 % 可用于发动机风车状态或排气影 响不重要的试验， 一般只在飞机研制初期使用 % 喷气短舱， 结构比较简单， 可以实现满意的喷 口几何尺寸和排气压力比模拟， 但排气速度和温 度不被模拟， 进气流动也不能模拟 % 需要耗费较多 的驱动压缩空气， 这给模型内部的供气管路设计 带来了一定困难 % 喷流短舱一般用于排气对飞机 性能影响较大， 而且进排气流相互作用影响可以 忽略的场合 % 在军机研制中常常使用喷气短舱开 展动力模拟风洞试验 % 引射器短舱的结构也比较简单， 可以实现正 确的进口和排气喷管的几何模拟， 以及实现满意 的排气压力比模拟、 排气温度也不被模拟 % 可以实 现一定程度 （缩比流量的 ()* + ,)* 左右） 的进 气模拟， 缺少的进气流量可用进气罩的设计来调 节， 进排气流量比不为 （ 真实发动机为 -） % 引射 器结构简单， 使用方便， 具有很好的经济性和适用 性 % 在军、 民机研制中可适情选用 % 在应用中引射 器短舱的主要问题是进气模拟能力不足和混合排 气流不易均匀 % 涡轮动力模拟器 （ !"#， !./0123 "453/36 #17.89: 是目前世界上一种先进的进排气模拟装置， 和 ;4/） 真实发动机比较， !"# 除内涵排气不能模拟高温 燃气及进排气流量比不等于 - 以外， 其它和真实 发动机很相似 % !"# 可以实现 <)* + =)* 的进气 模拟和满意的排气压力比模拟 % !"# 结构复杂， 造 价昂贵， 不同型号 !"# 引进价格在 -) + () 万美元 左右， 使用寿命低 （每台 ()) > 左右） ， 试验辅助设 备多， 为了保证 !"# 正常运转， 必须配置很多辅助 万方数据 设备， 如轴承润滑、 转速和轴温测量及监控， 驱动
发动机的进气模拟参数， 一般取为进气流量 系数 )" 1 *+ / 即进气道流量 *+ 与以进 #0 , 0 ’ ， 气道入口特征面积为参考的自由流流量#0 , 0 ’ 之比 ! )" 值越小表示流入发动机内的流量越小， 发动机的推力也就越小 （ ! )" 值也反映了进气道 无溢流； 入口前的流动特点： )" 1 + 称临界流动， 有溢流 ! )" 2 + 为亚临界流动， !"# 动力模拟器 在动力模拟试验设备中， 最重要的设备是发