大型回流边界层风洞的气动与结构设计

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Solidworks的气动设计和风洞流体力学分析指南

Solidworks的气动设计和风洞流体力学分析指南Solidworks作为一款广泛应用于工程设计领域的三维建模软件，不仅提供了强大的机械设计和结构分析功能，还支持气动设计和风洞流体力学分析。

本篇文章将为您提供Solidworks在气动设计和风洞流体力学分析方面的指南，帮助您更好地进行相关工作。

一、气动设计在进行气动设计前，首先需要建立准确的三维模型。

Solidworks提供了多种建模工具，如实体建模、曲面建模和装配等，可根据需要选择合适的建模方式。

此外，还可以利用Solidworks的模块化设计功能，快速生成不同配置的模型。

在建立模型的基础上，接下来需要进行流动领域的设置。

Solidworks Flow Simulation是一款基于计算流体动力学（CFD）的分析工具，可用于模拟和分析各种流场。

通过设置流场的进口速度和边界条件，可以模拟风洞中的气流情况，并分析其对物体的作用力和阻力等。

在进行气动设计时，还需要考虑以下几个方面：1. 空气动力学模型设计：根据设计需求和目标，选择合适的空气动力学模型，如飞机机翼、汽车外部形态等。

通过Solidworks提供的参数化设计工具，可以快速调整模型的尺寸和形状，优化设计效果。

2. 气动力学分析：利用Solidworks Flow Simulation进行气动力学分析，可以计算出物体受到的气流阻力、升力和气动力矩等参数。

通过这些参数，可以评估和改进设计的性能和稳定性。

3. 流场可视化：Solidworks Flow Simulation提供了直观的流场可视化工具，可将流速场、压力场和温度场等结果以图形方式展示。

通过观察和分析这些图形，可以更直观地理解气流情况，进而优化设计方案。

二、风洞流体力学分析风洞流体力学分析是对物体在风洞中的流动行为进行模拟和分析。

在进行风洞流体力学分析前，需要进行如下准备工作：1. 模型导入：将Solidworks中的三维模型导入至Solidworks Flow Simulation中进行分析。

国内几个大型风洞实验室资料

1）石家庄铁道大学风洞实验室参数2）湖南大学风洞实验室湖南大学风工程试验研究中心目前拥有国内先进的大型边界层风洞实验室，风洞试验室占地2000m2，建筑面积3200 m2。

该风洞气动轮廓全长53m、宽18 m，为低速、单回流、并列双试验段的中型边界层风洞，其试验速度相对较高的试验段(高速试验段)长17 m，模型试验区横截面宽3 m、高2.5 m，试验段风速0～60 m /s连续可调。

高速试验段有前后两个转盘，前转盘位置可模拟均匀流风场，通过在该试验段一定范围内布置边界层发生器，在后转盘位置可进行与边界层有关的桥梁节段模型试验、局部构件抗风性能试验。

试验速度相对较低的试验段(低速试验段)长15 m、模型试验区横截面宽5.5 m、高4.4 m，最大风速不小于16 m /s，可进行长大桥梁全桥模型抗风试验研究。

3）大连理工大学风洞实验室介绍大连理工大学风洞实验室（DUT-1）建成于2006年4月，是一座全钢结构单回流闭口式边界层风洞，采用全自动化的测量控制系统。

风洞气动轮廓长43.8 m，宽13.1 m，最大高度为6.18m；试验段长18m，横断面宽3m，高2.5m，空风洞最大设计风速50m/s，适用于桥梁与建筑结构等抗风试验研究。

4）中国建筑科学研究院实验室介绍风洞试验室建筑面积4665平米,拥有目前国内建筑工程规模最大、设备最先进的下吹式双试验段边界层风洞，风洞全长96.5m，高速试验段尺寸为4m×3m×22m(宽×高×长)，最高风速30m/s；低速段尺寸为6m×3.5m×21m，最高风速18m/s。

拥有1280点同步电子扫描阀、多点激光测振仪、高频天平等先进的测试设备，可进行结构抗风和风环境的风洞试验、CFD数值模拟、风振分析等研究和咨询工作。

风洞采用先进的交流变频调速系统，试验段转盘和移测架均由微机控制，自动化程度较高。

风洞压力测量系统包含美国Scanivalve公司的3台DSM主机和20个压力扫描阀，能够实现1280点的压力同步测量，可满足海量测点压力测试的要求。

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。

高超声速风洞气动布局设计

摘要：在分析国内外高超声速风洞发展现状的基础上，根据南京航空航天大学高超声速风洞（ＮａｎｊｉｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＡｅｒｏｎａｕｔｉｅｓ＆ＡｓｔｒｏｎａｕｔｉｅｓＨｙｐｅｒｓｏｎｉｅＷｉｎｄＴｕｎｎｅＩ，ＮＨＷ）总体技术指标和要求，对该风洞气动布局设计方案和各部件的气动设计进行了研究。风洞气动布局设计点为马赫数５和８、设计总压为１ＭＰａ、总温６８５Ｋ；风
Ｉ
釜
图４马赫数５喷管的内型面曲线图
Ｉ
妄
Ｘ／ｍｍ
万方数据
图１南航高超声速风洞气动布局图
第２期
徐翔，等：高超声速风洞气动布局设计
２７３
２．３风洞总体气动参数设计
流在各马赫数和总压Ｐ。下的总温丁。、静压Ｐ。、静
风洞总体气动参数设计的目的主要是确定风洞试验段气流流场参数，为风洞总体性能指标和风
温Ｔ一动压ｑ。、气流流量Ｇ、气流单位雷诺数ｍ和模拟飞行高度目等。
根据ＮＨＷ对总压和运行时间１０ｓ的要求，并兼顾今后风洞性能扩展的需求，气源系统布局设计为：一套４Ｍ３．５—１２／２２０空气压缩机系统、二个１６ｍ３高压柱罐、髟６８ｍｍ×１０ｍｍ和彰４３ｍｍＸ７ｍｍ高压主管路以及各类相应的电动截止阀、液压快速阀和手动节流阀等组成。其气源系统气动布局如图２所示。３２ｍ３高压柱罐空气气源能够满足风洞运行１０ｓ的技术指标。计算分析确定６８ｒａｍ× １０ｍｍ的高压主管路可以保证气流进入加热器入口压力大于３．０ＭＰａ的技术指标。
２ＮＨｗ总体气动布局设计
风洞气动总体布局是风洞设计的关键。一个风洞的高品质、高质量来源于风洞总体布局的合理性和可靠性。因此，作者首先根据ＮＨＷ总体技术指标要求以及建设场地和经费情况，分析研究并确定其驱动运行方式；然后分析选择加热器形式；最后获得ＮＨＷ高超声速风洞总体气动参数。

大型回流边界层风洞研制

在目标功能分析的基础上，经过反复论证，在近８００ｍ占地面积限制下，研制出能满足目标功能需求的大型回流边界层风洞，主要技术参数见表１。
实验技术与管理
表１风洞主要设计参数
参数名称
向为结构风工程．Ｅ—ｍａｉｌ：ｙｕｓｃ＠ｚｊｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
建设有一定的参考价值。
１风洞主要技术参数确定
根据浙江大学现有的相关优势学科，拟定的风洞方案应具有建筑、桥梁、交通、工业空气动力学、航空航天等方面进行试验和研究的功能。从目标功能分析，首先风洞试验段要求有较大的截面，以满足大比例建筑、桥梁模型的风洞试验；其次风洞试验段要求有较宽的风速范围，以满足地面交通工具和工业空气动力学试验以及雷诺数效应试验对高风速的要求；最后试验段还应具有较高的流场品质，以满足低背景湍流的航空航天类或其他基础空气动力学研究的需求。
参数内容
风洞型式
单回路单试验段立式
试验段尺寸风速范围
（宽 ×高 ×长）４ｍ×３ｍ×１８１７１３～５５ｍ／ｓ
风洞收缩比
４：１罩壳比为０．５０）
风扇叶片

一种回流式实验教学用风洞的设计

ｉｃｓａｎｄＥｌｅｃｔｒｉｃｓ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００７０，Ｃｈｉｎａ；２．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｎｅｒｇｙａｎｄＰｏｗｅｒＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏ— ，
ｌｉａＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｈｏｈｈｏｔ０１００５１，Ｃｈｉｎａ）
Ｄｅｓｉｇｎｏｆｏｎｅｋｉｎｄｏｆｒｅｔｕｒｎ——ｆｌｏｗｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｕｓｅｄｉｎｐｒａｃｔｉｃｅｔｅａｃｈｉｎｇ
ＬＶＷｅｎ—ｅｈｕｎ，ＭＡＪｉａｎ－ｌｏｎｇ，ＣＡＯＨｕｉ，ＳＵＮＺｈｉ—ｊｕａＩｌ
（１．ＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌａｎｄＭａｔｅｒｉａｌＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇＤｅｐａｒｔｍｅｎｔ，ＩｎｎｅｒＭｏｎｇｏｌｉａＴｅｃｈｎｉｃａｌＣｏｌｌｅｇｅｏｆＭｅｃｈｍｌ—
基金项目：内蒙占自然科学基金资助项目（项目编号：２０１３ＭＳ０７２６）；内蒙古工业大学科研基金资助项目（项目编号：Ｘ２０１２１８）。
随着风能产业的迅猛发展，风能与动力工程专业获得了激增式的发展契机，随着国家对风能专业人才的寻求，全国众多工业类大学均新增或加强了对该专业的建设及人才培养，因此对风力机实验教学类设备的需求也日益增强。
ＩＳＳＮｌ６７２－４３０５（ＩＮｌ２一ｌ３５２／Ｎ
实验窒科学
ＳＣＩＥＮＣ
第１７卷第１期２０ｌ４年２月
ＶＩ）ｌｌ７Ｎｏ．１Ｆｅｂ．２０ｌ４
一种回流式实验教学用风洞的设计

大气边界层湍流特性的风洞模拟实验研究

大气边界层湍流特性的风洞模拟实验研究边界层是近地面气体与地面之间的区域，通常定义为自由流的速度较小的区域，它包含了流体较强的水平和垂直的运动，这些运动包含大量的涡旋和湍流。

了解边界层内的湍流特性对于气象学、航空航天和建筑学等学科都具有极大的意义。

风洞模拟实验可以提供一个便捷、可控、可重复的实验环境，用来研究边界层湍流特性。

本文将介绍一项大气边界层湍流特性的风洞模拟实验研究。

首先，将简要介绍实验的目的和重要性。

其次，将介绍实验的设计方案和程序。

接着，将介绍数据处理方法，分析实验结果。

最后，将讨论实验结果的意义和应用前景。

一、实验的目的和重要性大气边界层中的湍流是一种强烈的流动行为，其动力学复杂而普遍存在。

湍流对空气质量、能源和温室效应等都有着重要的影响。

边界层湍流也是大型建筑和飞机等复杂工程设计的重要因素。

因此，了解边界层内的湍流特性具有重要的学术和工程应用价值。

本实验的目的就是通过风洞模拟实验，对大气边界层中的湍流特性进行研究，为相关领域提供参考和指导。

二、实验的设计方案和程序1. 实验设计方案本实验选取直井状风洞为研究工具，它能够较好地模拟出大气边界层的流动情况。

在直径为1.5米，高为5.5米的风洞内，通过两个放置在风洞底部和顶部的网格板和两个旋转的切片风扇，模拟出边界层的结构和湍流特性。

在风洞内部安装压力传感器和热敏电阻器，用来测量边界层中的压力、温度和速度。

2. 实验程序a. 执行基准实验在进行边界层湍流研究之前，我们需要先进行基准实验，用来检查风洞系统的运行状态和数据的获取准确性。

在基准实验中，我们分别分别测量风洞内的压力、温度和速度，并将数据与标准值进行对比。

b. 模拟大气边界层湍流实验在进行模拟大气边界层湍流实验时，我们将根据实际环境的特点来设置初始条件，比如制造不同形状和尺寸的障碍物，用来模拟大气中存在的复杂地形和建筑物。

然后通过调节风洞内的风速、风向和湍流程度，模拟出边界层中的湍流特性。

大气边界层风洞的风机动力系统优化设计

并采用数值风洞技术对双风机的３种不同布置方案和单风机驱动条件下风洞内定常边界层流动特性及风机系统动力性能进行了对比分析。数值模拟结果表明：３种双风机动力系统方案均可满足
风沙迁移全领域的风速要求；相比之下，双风机两端分布的设计方案在保证低惯性的前提下，使风
大气边界层风洞的风机动力系统优化设计
唐博，杨斌，任莹辉
（１．西北大学化工学院，７１００６９，西安；２．华东理工大学机械与动力工程学院，２００２３７，上海）
摘要：为满足风洞实验模拟真实野外大气边界层的要求，提出了双风机驱动的风机动力系统方案，
关键词：大气边界层风洞；风机；数值模拟；风速；湍流度
中图分类号：Ｏ３５９；Ｘ１６９文献标志码：Ａ文章编号：０２５３ — ９８７Ｘ（２０１７）Ｏ６一Ｏ１１０ — ０５ＯｐｔｉｍａｌＤｅｓｉｇｎｏｆｔｈｅＰｏｗｅｒＳｙｓｔｅｍｏｆＡＢＬＷｉｎｄ＿Ｔｕｎｎｅｌ
第５ＯＵＲＮＡＬｏＦＸＩ ’ ＡＮＪＩＡＯＴＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ
Ｖｏ１．５１ＮＯ．６
２０１７年６月
Ｊｕｎ．２Ｏ１７

流体力学实验风洞

根据实验要求选择合适的测量设备，并确保其精度和可靠性。
测量设备用于采集实验数据，包括压力、速度、温度、湿度等参数，以及流场显示和记录设备。
控制系统
控制系统负责对风洞进行全面监控和调节，包括气流速度、压力、
温度等参数的控制。
控制系统通常采用自动化和智能化技术，实现远程控制和数据采
集，提高实验效率和准确性。
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控制系统的稳定性和可靠性对风洞的性能和实验结果具有重要影
响。
03
风洞实验的准备与操作
实验前的准备
实验设备检查
确保风洞设备完好，无故障，所有部件都已正确安装。
实验材料准备
根据实验需求，准备合适的模型、测量仪器等。
实验环境设置调整风洞内的温度、湿度等环境参数，确保实验条件的一致性。
安全措施
风洞的种类
根据气流类型，风洞可分为直流式风洞和回流式风洞。直流式风洞气流单向流动，主要用于模拟自由流场；回流式风洞气流循环使用，主要用于模拟受限流场。
根据实验段截面形状，风洞可分为圆形风洞、矩形风洞和不规则形状风洞等。不同截面形状的风洞适用于不同的实验需求。
风洞的应用
风洞在航空航天领域应用广泛，用于研究飞行器气动性能、气动布局、飞行姿态等。
风洞也可用于汽车工业，研究汽车空气动力学性能、造型优化、风噪控制等。
此外，建筑、环境工程等领域也广泛应用风洞进行流体动力学实验。
02
风洞的构成
驱动系统
驱动系统是风洞的核心部分，负责产生和控制气流，为实验提供动力。
常见的驱动方式包括电动、气动和液压驱动等，根据实验需求选择合适的驱动方式。

基于SLP_方法的大型回流式风洞厂房工艺布局研究

图1 大型风洞运行时模型物流图
权物流与非物流关系，数值等级化物流与非物流关系，形成作业单元综合相关关系。

各作业单位之间既有物流联系，也有非物流联系，因此，在SLP中要将作业单位间的物流相互关系与非物流相互关系进行合并，得出综合相互关系表，然后在各功能区域综合相互关系的基础上合理布置。

综合后，根据物流相互关系和非物流分析所得的相互关系重要程度，物流关系与非物流关系的加权值为1:1，并按照A=4、E=3、I=2、O=1、U=0、X=-1计算得出，综合相互关系如表2所示。

表2 大型回流式风洞厂房综合接近程度排序表
区域代号12345678910111213 1　4457-140033-1-1
24　00000000-1-10
340　04-1-1-1-1-1-1-10
4500　718007-1-10
57047　1000402-1
6-10-111　-1-1-1-100-1
740-180-1　000010
800-100-10　00040
900-100-100　0040
1030-174-1000　010
113-1-1-1000000　30
12-1-1-1-12014413　2
13-1000-1-1000002　综合接近程度27212624-5112213313-1排序17823105774649
2.5 位置及面积相关图
根据综合相互关系密切程度，确定作业单元相对位。

大型回流边界层风洞的气动与结构设计

，ＹｕＳｈｉｃｅＪｉａｎＪｉａｎｕｎ，ＬｏｕＷｅｎｕａｎ，ＳｕｎＢｉｎｎａｎｇｑｊｇ（，，Ｈ）ＣｏｌｌｅｅｏｆＣｉｖｉｌＥｎｉｎｅｅｒｉｎａｎｄＡｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔａｎｚｈｏｕ１００５８，Ｃｈｉｎａ３ｇｇｇｊｇｙｇ：ｂｓｔｒａｃｔＬａｒｅｂｏｕｎｄａｒｌａｅｒｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｉｓｎｅｃｅｓｓａｒｅｕｉｍｅｎｔｆｏｒｗｉｎｄｅｎｉｎｅｅｒｉｎｒｅＡ－－ｇｙｙｙｑｐｇｇｓｅａｒｃｈ．ＩｎｔｈｅｂａｃｋｒｏｕｎｄｏｆｔｈｅｄｅｖｅｌｏｍｅｎｔｏｆＺｈｅｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔＺＤ１ｂｏｕｎｄａｒｌａｅｒｗｉｎｄｇｊｇｐｙｙ－ｙ，ｔｕｎｎｅｌｒｏｂｌｅｍｓｔｈｅｋｅｔｅｃｈｎｉｃａｌｉｎｔｈｅｄｅｓｉｎｏｆｔｈｅａｅｒｏｄｎａｍｉｃａｎｄｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｐｙｇｙｌａｒｅｒｅｃｉｒｃｕｌａｔｉｎｂｏｕｎｄａｒｌａｅｒｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌａｒｅｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｉｎｄｅｔａｉｌ．ＴｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎｏｆＺＤ１ｗｉｎｄ－ｇｇｙｙ，／，ｔｕｎｎｅｌｉｓｄｅｓｉｎｅｄａｓ４ｍｗｉｄｔｈａｎｄ３ｍｈｅｉｈｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｗｉｎｄｓｅｅｄｉｓｄｅｓｉｎｅｄａｓ５５ｍｓｇｇｐｇａｎｄｔｈｅｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｉｎｔｅｎｓｉｔｉｓｄｅｓｉｎｅｄａｓｎｏｔｈｉｈｅｒｔｈａｎ０．５％．Ｗｉｔｈｔｈｅｃｏｎｔｒａｃｔｉｏｎｒａｔｉｏｏｆ４ｙｇｇｓｉｎｌｅｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｓｉｎｌｅｌｏｏａｅｒｏｄｎａｍｉｃａｒｅｕｓｅｄｉｎａｅｒｏｄｎａｍｉｃｄｅｓｉｎ，ｅｒｏｆｉｌｅ ∶１，－ｇｇｐｙｙｇｐ，ｕｉｖａｌｅｎｔｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｎｌｅｏｆ０．２２ ° ｉｓａｒｒａｎｅｄｉｎｔｈｅｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｓｈａｅｏｆｃｏｒｎｅｒｖａｎｅｉｓｑｇｇｐｔｒｅａｔｅｄｓｅｃｉａｌｌ．Ｔｈｅｃｏｍｂｉｎａｔｉｏｎｏｆｓｔｅｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｃｏｎｃｒｅｔｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｉｓｕｓｅｄｉｎｔｈｅｖｅｒｔｉｃａｌｐｙｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｎ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｏｆｆｌｏｗｆｉｅｌｄｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎｓｈｏｗｔｈａｔｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｗｉｎｄｇ／，ｓｅｅｄｏｆｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｒｅａｃｈｅｓ５５ｍｓｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｅｎｅｒｒａｔｉｏｒｅａｃｈｅｓ２．０，ｔｈｅｈｄｒｏｄｎａｍｉｃｇｙｙｙｐ／ｓｔａｂｉｌｉｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｉｎｍａｓｔｅｒｔｅｓｔａｒｅａｆｏｒｗｉｎｄｓｅｅｄｏｆ４０ｍｓｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ０．５％，ｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｙｐａｘｉａｌｓｔａｔｉｃｒｅｓｓｕｒｅｒａｄｉｅｎｔｉｓ０．００４４，ａｎｄｔｈｅｍａｘｉｍｕｍｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｉｎｔｅｎｓｉｔｉｓ０．４７％．Ｉｔｉｓｐｇｙ，ｔｈａｔａｌｌｔｈｅｉｎｄｅｘｅｓｍｅｅｔｔｈｅｄｅｓｉｎｒｅｕｉｒｅｍｅｎｔｓａｎｄｓｏｍｅｉｎｄｉｃａｔｏｒｓｒｅａｃｈｔｈｅｓｔａｎｄａｒｄｓｈｏｗｅｄｇｑｏｆａｖｉａｔｉｏｎｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌ．Ｉｔｉｓｗｏｒｔｈｓｔｒｅｓｓｉｎｔｈａｔｓｅｔｔｉｎａｘｉａｌｄｉｆｆｕｓｉｏｎａｎｌｅｉｎｔｈｅｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎｇｇｇ，ｒｅｄｕｃｅａｘｉａｌｓｔａｔｉｃａｎｄｔｈｅｄｎａｍｉｃｎｏｎｕｎｉｆｏｒｍｉｔｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔｃｏｎｃａｎｒｅｓｓｕｒｅｒａｄｉｅｎｔｒｅｓｓｕｒｅ－ｙｙｐｇｐ，ｗｔｏｕｒｓｈｏｗｓｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｎｔｈｅｔｅｓｔｓｅｃｔｉｏｎｈｉｃｈｃｏｎｆｉｒｍｓｔｈａｔｔｈｅｕｎｉｆｏｒｍｉｔｏｆｄｎａｍｉｃｆｏｒｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎｉｓｂｅｔｔｅｒｔｈａｎｖｅｒｔｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｉｏｎ．Ｖｅｒｔｉｒｅｓｓｕｒｅ－ｙｙｐｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｎａｃｅｒｔａｉｎｒｏｌｅｆｏｒｉｍｒｏｖｉｎｔｈｅｌｅｖｅｌｏｆｈｏｒｉｚｏｎｔａｌｕｎｉｆｏｒｍｉｔｏｆｔｈｅｔｅｓｔｌａｓｇｐｇｙｐｙ，ｓｅｃｔｉｏｎｗｈｉｃｈａｒｅｆｅｒｅｎｃｅｆｏｒｔｈｅｄｅｓｉｎａｎｄｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎｏｆｓｉｍｉｌａｒｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌｓ．ｒｏｖｉｄｅｓｇｐ：；ｅｗｏｒｄｓｂｏｕｎｄａｒｌａｅｒｗｉｎｄｔｕｎｎｅｌａｅｒｏｄｎａｍｉｃｄｅｓｉｎ；ｖｅｒｔｉｃａｌｓｔｒｕｃｔｕｒｅｄｅｓｉｎ；ｆｌｏｗＫ－ｙｙｙｇｇｙｆｉｅｌｄｃａｌｉｂｒａｔｉｏｎ

国内几个大型风洞实验室资料之欧阳理创编

试验速度相对较低的试验段(低速试验段)长15 m、模型试验区横截面宽5.5 m、高4.4 m，最大风速不小于16 m /s，可进行长大桥梁全桥模型抗风试验研究。

3）大连理工大学风洞实验室介绍大连理工大学风洞实验室（DUT1）建成于4月，是一座全钢结构单回流闭口式边界层风洞，采用全自动化的测量控制系统。

风洞气动轮廓长43.8 m，宽13.1 m，最大高度为 6.18m；试验段长18m，横断面宽3m，高2.5m，空风洞最大设计风速50m/s，适用于桥梁与建筑结构等抗风试验研究。

风洞采用先进的交流变频调速系统，试验段转盘和移测架均由微机控制，自动化程度较高。

风洞压力测量系统包含美国Scanivalve公司的3台DSM主机和20个压力扫描阀，能够实现1280点的压力同步测量，可满足海量测点压力测试的要求。

大气边界层风洞的风机动力系统优化设计

大气边界层风洞的风机动力系统优化设计唐博;杨斌;任莹辉【摘要】为满足风洞实验模拟真实野外大气边界层的要求,提出了双风机驱动的风机动力系统方案,并采用数值风洞技术对双风机的3种不同布置方案和单风机驱动条件下风洞内定常边界层流动特性及风机系统动力性能进行了对比分析.数值模拟结果表明:3种双风机动力系统方案均可满足风沙迁移全领域的风速要求;相比之下,双风机两端分布的设计方案在保证低惯性的前提下,使风洞内边界层流动最大风速和湍流度值最高可达54.28 m/s和13.46％,是单风机驱动情况下的176.60％和141.83％,更适于进行野外风沙迁移乃至沙尘暴过程的风洞模拟,是4种风洞动力系统设计方案中最优化的结果,可应用于现有沙风洞的升级改造.%A power system with dual fans for atmospherical boundary layer (ABL) wind-tunnel is proposed to simulate the actual ABL.Numerical wind-tunnel technology is used to compare the steady boundary flow fields in the wind tunnel among four schemes of the wind tunnel power system,that is,three different arrangement schemes of dual-fan power system a scheme of single power fan.Simulation results show that the dual-fan systems generate the wind velocity enough to cover whole condition of aeolian sand transport.Especially when the air in the wind-tunnel is driven by dual fans located at both ends of the wind-tunnel,the wind velocity and turbulence intensity of the boundary layer flow reach 54.28 m/s and13.46％,respectively,and are 176.60％ and 141.83％ of those of single fan scheme.So it is most suitable for simulations of field aeolian sand transport or even sand storm processes in ABL wind-tunnel.The power system withdual fans located at both ends of the wind-tunnel is the optimal scheme among the four schemes of the wind tunnel power system.This research may provide a reference for the improvement of existing wind-tunnel involving sand motion.【期刊名称】《西安交通大学学报》【年(卷),期】2017(051)006【总页数】5页(P110-114)【关键词】大气边界层风洞;风机;数值模拟;风速;湍流度【作者】唐博;杨斌;任莹辉【作者单位】西北大学化工学院,710069,西安;华东理工大学机械与动力工程学院,200237,上海;西北大学化工学院,710069,西安;西北大学化工学院,710069,西安【正文语种】中文【中图分类】O359;X169大气边界层风洞(简称ABL风洞)是用来模拟大气边界层内空气流动状态的一类风洞,最早被用于研究污染物扩散问题[1-2],进而在环境、建筑、汽车、化工、机械等领域得到了广泛应用[3-4]。

回风洞的原理

回风洞的原理
回风洞的原理基于产生一个封闭回路的循环气流，以节省能量和避免外界干扰。

具体来说，回风洞是一个实验室设备，用于模拟实际飞行或其他物体运动时周围的气流情况。

它的核心在于利用相对运动的原理，即通过人工生成气流来模拟物体在空气中的运动效果。

这种实验设备允许研究人员测量气流对物体的作用力以及观察其他相关物理现象。

以下是回风洞的几个关键原理：
1.相对性原理：根据这一原理，无论是物体在静止空气中移动还是空气以相同速度通过静止
物体，气体动力效应是相同的。

因此，风洞中的空气流动可以模拟飞行器在真实条件下的气体动力环境。

2.相似性原理：为确保实验结果的准确性，风洞内的流动条件必须与实际飞行或物体运动时
的气流状态相似。

这要求风洞试验满足一系列的相似准则，包括几何相似、运动相似和动力相似等。

3.回流设计：与传统的直流式风洞不同，回流式风洞将风洞的入口和出口连接起来形成一个
闭合的循环系统。

这样设计的优点是能够节省能源，并且由于气流在回路中循环，可以减少外部环境对实验的干扰。

4.变密度与水洞：有些特殊类型的风洞使用不同于普通空气的工作介质，比如使用压缩空气
代替常压空气的变密度风洞，或是用水代替空气进行试验的水洞，以满足特殊的实验需求。

综上所述，回风洞的设计使其成为航空、航天、汽车工业和其他需要空气动力学研究的重要工具。

通过精确控制实验条件，科学家和工程师能够在风洞中进行各种空气动力学的测试和研究。