实验流体力学风洞
流体力学在风洞实验与模拟中的应用
流体力学在风洞实验与模拟中的应用流体力学是研究流体的运动和性质的科学,它在多个领域中都具有重要的应用价值。
其中,流体力学在风洞实验与模拟中的应用尤为重要。
风洞是一种用来模拟大气环境下风的特性和其对物体的影响的实验设备。
通过流体力学原理的应用,风洞可以提供有关空气流动的信息,帮助我们研究和设计航空、汽车、建筑和体育设备等各个领域的产品与工艺。
首先,流体力学帮助我们理解风洞实验的物理原理。
在风洞实验中,流体力学原理用于计算和预测空气流动的速度、压力和温度等参数。
研究人员通过掌握流体的基本性质,如密度、粘度和压缩性等,可以建立数学模型来描述风洞中的空气流动。
通过对这些数学模型进行求解,我们能够准确地预测空气在风洞中的运动状态,从而为实验的设计和分析提供基础。
其次,流体力学在风洞实验中的应用广泛而深入。
以航空工业为例,风洞实验是研究飞机气动性能的重要手段。
在飞机设计过程中,通过对不同几何形状的模型进行风洞实验,可以评估其空气动力学性能,如阻力系数、升力系数和气动干扰等。
通过分析实验结果,设计师可以优化飞机的形状和结构,提高其性能和安全性。
此外,流体力学在风洞实验中还可以帮助我们研究和改进汽车设计。
通过在风洞中放置汽车模型并控制气流的速度和方向,可以模拟不同行驶速度和风向条件下,汽车与空气的相互作用。
这种实验可以帮助我们分析汽车的空气动力学行为,如阻力、升力和载荷等。
根据实验结果,我们可以调整汽车的外形设计和气动套件,提高汽车的操控性、节能性和安全性。
对于建筑领域而言,风洞实验也是不可或缺的工具。
通过在风洞中放置建筑模型,并模拟不同风速和风向的情况,可以评估建筑物在强风和台风等极端天气条件下的性能。
这些实验可以帮助我们分析建筑物的风荷载、涡激振动和气流穿过等问题。
通过优化建筑设计和结构,我们可以提高建筑物的安全性和抗灾能力。
最后,流体力学在风洞模拟中也有重要的应用。
风洞模拟是通过计算流体力学技术来模拟实际风洞实验中的空气流动。
风洞试验原理
风洞试验原理
风洞试验是一种用于模拟大气流场对物体的影响的实验方法,它在航空航天、
汽车、建筑等领域都有着广泛的应用。
通过风洞试验,可以模拟不同速度、压力、温度的气流环境,从而对物体的气动特性进行研究和分析。
本文将介绍风洞试验的原理及其在工程领域的应用。
首先,风洞试验的原理是基于流体力学和空气动力学的基本理论。
当物体在气
流中运动时,气流会对物体施加压力和阻力,同时也会产生升力和侧向力。
风洞试验就是通过模拟不同气流环境,测量物体在气流中的受力情况,从而分析物体的气动性能。
在风洞试验中,首先需要确定试验的目的和参数。
根据不同的研究对象和需求,可以确定试验的速度范围、气流密度、温度等参数。
然后,通过风洞设备产生符合要求的气流环境,将待测试物体放置在气流中进行试验。
在试验过程中,可以通过压力传感器、力传感器等设备实时监测物体受到的气动力,同时也可以通过流场可视化技术观察气流对物体的影响。
风洞试验在工程领域有着广泛的应用。
在航空航天领域,风洞试验可以用于研
究飞机、导弹等飞行器在不同速度、高度下的气动性能,为设计和改进飞行器提供重要依据。
在汽车工程领域,风洞试验可以用于研究汽车外形设计、空气动力学性能,提高汽车的燃油经济性和稳定性。
在建筑领域,风洞试验可以用于研究建筑结构在大风作用下的受力情况,为建筑设计提供可靠的风荷载数据。
总之,风洞试验是一种重要的工程实验方法,它通过模拟气流环境,研究物体
在气流中的受力情况,为工程设计和研究提供重要依据。
随着科学技术的不断发展,风洞试验在工程领域的应用将会更加广泛,为各行各业的发展提供有力支持。
风洞的原理及应用
风洞的原理及应用风洞的原理风洞是一种用于研究固体物体在流体中运动的实验设备。
它模拟飞行时的流体环境,通过产生高速气流来模拟真实的飞行条件。
风洞的原理基于流体力学和气动力学的基本原理。
1. 流体力学流体力学研究了流体的运动和力的作用。
在风洞中,流体可以是气体或液体。
流体的运动可以遵循牛顿定律和伯努利原理。
牛顿定律描述了物体受力后的运动轨迹,而伯努利原理描述了在不同流速下流体的压力变化。
2. 气动力学气动力学是研究空气动力学性质和飞行器运动的学科。
在风洞中,气动力学被应用于分析和预测物体在高速气流中的运动和气动力。
通过测量物体所受的气动力,可以评估其空气动力学性能并进行改善。
风洞利用流体力学和气动力学的原理,可以模拟飞行器在真实空气中的运动,提供重要的实验数据和技术支持。
风洞的应用风洞在航空航天和其他行业中具有广泛的应用。
以下列举了一些常见的应用领域:1. 飞行器设计与优化风洞是飞行器设计和优化的重要工具。
通过在风洞中对模型进行试验,可以评估其空气动力学性能,包括阻力、升力、稳定性和操纵性等。
风洞试验可以帮助设计师改善飞行器的性能,减少空气阻力,提高燃油效率和飞行稳定性。
2. 结构与材料强度测试风洞可以用于测试飞行器结构和材料的强度。
通过将飞行器模型置于高速气流中,可以模拟真实飞行条件下的气动载荷和振动。
这可以帮助工程师评估飞行器的耐久性和结构强度,以确保其安全飞行。
3. 气动噪声研究风洞还可用于研究飞行器产生的气动噪声。
通过在风洞中模拟高速气流环境,可以测试飞行器在飞行过程中产生的噪音级别和频谱特征。
这对于研究和改进飞行器的噪声控制技术非常重要,以减少对环境和人类的影响。
4. 建筑与城市规划设计风洞也可用于建筑和城市规划的设计。
通过在风洞中模拟空气流动,可以评估建筑物的风荷载、风压分布和风环境对建筑物的影响。
这对于设计抗风结构和优化建筑形状非常重要,以确保建筑物在恶劣风条件下的安全性和舒适性。
总结风洞利用流体力学和气动力学的原理,模拟真实的飞行条件,对飞行器设计和其他领域的研究提供了重要的实验手段和数据支持。
风洞试验设计规范要求及模型制作
风洞试验设计规范要求及模型制作风洞试验是航空航天、汽车、建筑等领域中非常重要的一项测试方法,能够模拟真实环境下的空气流动情况,为产品设计和性能优化提供参考。
在进行风洞试验之前,必须遵循一定的设计规范要求,并且制作出符合实际的模型。
本文将详细介绍风洞试验的设计规范要求以及模型制作的步骤和技巧。
一、风洞试验设计规范要求1. 流体力学参数:风洞试验的设计必须考虑流体力学参数,包括速度、密度、动力粘度等。
根据具体的试验需求,确定合适的流体力学参数,并在设计过程中予以合理控制。
2. 尺寸比例:风洞模型的尺寸应符合比例关系,通常采用代表比例进行缩放。
例如,在航空领域的风洞试验中,常用的尺寸比例为1:200或1:100。
3. 材料选择:模型制作所选材料应具有良好的耐高温、耐高压、耐腐蚀等性能,以确保试验过程的安全和可靠性。
4. 模型加工:模型的加工应精细、精确、耐用。
常见的制作方法包括切割、粘接、数控加工等,确保模型表面光滑,没有毛刺或凹凸不平的情况。
5. 测试参数设置:在风洞试验中,需要合理设置测试参数,包括风速、气压、温度等。
测试参数的设置应与实际使用环境相匹配,并符合试验要求。
二、模型制作步骤和技巧1. 设计模型:根据试验需求和设计规范要求,利用计算机辅助设计软件进行模型的三维建模,确保模型的准确性和符合要求。
2. 选择合适材料:根据试验要求和模型设计,选择相应的材料。
常见的风洞模型材料包括铝合金、聚合物、玻璃纤维等。
需要根据具体情况考虑材料的强度、重量和成本等因素。
3. 模型制作:利用数控机床或其他加工设备对模型进行加工。
根据设计要求,通过切割、钻孔、打磨等工艺,将模型制作出来。
制作过程中需要严格按照设计尺寸和比例进行操作,保证模型的精度和准确性。
4. 模型组装:将加工好的零部件进行组装,确保模型的完整性和稳定性。
组装过程中要注意零部件的相互匹配和连接,避免出现松动或失配的情况。
5. 表面处理:对模型表面进行光滑处理,去除毛刺和凹凸不平的部分。
流体力学实验风洞
拐角:一般风洞设计中气流要通过四个90的拐角。 气流经过拐角时容易发生流动分离,产生旋涡,造成 流动不均匀和脉动。能量损失大。
在拐角处需布置导流片,采用大弯度的翼型。 回流段:作为气流的回路,同时起扩压的作用,面 积逐渐扩大。 风扇段:使通过风扇的气流恢复平直,风扇后需装 置反扭导流片和整流罩等。
流体力学实验理论
第六章 气动力学实验设备——风洞
§6.1 风洞简介 1.风洞:专门设计的一种特殊管道,采用适当的
动力装置在管道中产生可控的人工气流,用来进行 各种类型的空气动力学实验。
2.风洞实验的基本原理 流动的相对性 流动的相似性
几何相似 运动相似 动力相似 动力相似准则:Re数(粘性),Fr数(重力), 马赫数(压缩性)
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§6.5 汽车风洞
汽车风洞的主要作用: 优化造型,降低风阻,降低油耗 提高汽车行驶安全性和操纵稳定性 控制汽车内外空气动力噪声 汽车发动机冷却系统、空调试验、车窗去雾防霜等环 境试验
风洞实验是汽车设计制作过程中的重要环节。 汽车风洞一般分为: 模型风洞 全尺寸风洞 气候风洞 同济大学已建设国内第一座全尺寸(整车)汽车风洞。
收缩比n:收缩段进口大截面与出口小截面的面积 之比。
收缩比越大,收缩段出口气流的速度分布越均匀, 湍流度越低。能量损失大,造价也越高。
一般低速风洞的收缩比为4~10。 低湍流度风洞:采用大的收缩比。 光滑过渡的收缩曲线:维托辛斯曲线
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维托辛斯曲线:
R
R0
[1 ( x )2 ]2
1 [1
(
R0 R1
部分相似,不能满足所有的相似准则。
Re数:Re V L
马赫数:M V 低速风洞中主a要满足Re数相等。 超音速风洞中主要满足马赫数相等。
风洞实验是原理的典型应用
风洞实验是原理的典型应用1. 引言风洞实验是一种重要的实验方法,用于模拟真实环境下的气流情况,以便研究和验证相关原理。
风洞实验具有很大的应用价值,在航空航天、汽车设计、建筑结构等领域被广泛使用。
本文将介绍风洞实验的原理及其在不同领域的典型应用。
2. 风洞实验原理风洞实验基于流体力学的基本原理,通过模拟真实气流环境,通过测量和观察来获取关键参数。
主要的原理包括:2.1 空气动力学基本方程空气动力学基本方程包括质量守恒方程、动量守恒方程和能量守恒方程。
这些方程用于描述空气在流动过程中的物理特性,如速度、压力和密度等。
在风洞实验中,通过测量这些参数的变化,可以揭示风洞内的流动规律。
2.2 流体力学模拟在风洞实验中,为了模拟真实环境中的气流情况,通常采用模型来代表实际对象。
模型的形状和尺寸需要保持与实际对象相似,以便研究其气动性能。
通过控制风洞内的气流速度、温度和湿度等参数,可以实现对不同气流条件的模拟。
2.3 测量和观测技术在风洞实验中,测量和观测技术起着重要的作用。
常用的技术包括压力传感器、热线风速仪、激光测速仪等。
这些技术可以准确地测量气流的速度、压力和温度等参数,为研究者提供实验数据,以便分析和验证相关的原理。
3. 风洞实验在航空航天领域的应用风洞实验在航空航天领域具有重要的应用价值。
以下是一些典型的应用场景:•翼型气动特性研究:通过在风洞中模拟飞机机翼气流情况,研究翼型的升力、阻力等性能,以提高飞机的飞行稳定性和控制性能。
•喷气发动机性能测试:通过风洞实验,可以评估喷气发动机的燃烧效率、推力输出和热效率等指标,为发动机设计和优化提供依据。
•飞行器外形设计:风洞实验可用于测试不同外形的飞行器在空气中的气动性能,如阻力、升力和侧力等。
这些数据对于优化飞机外形设计具有重要意义。
4. 风洞实验在汽车设计领域的应用除了航空航天领域,风洞实验在汽车设计中也有广泛应用。
以下是几个典型的应用场景:•汽车外形优化:通过模拟不同汽车外形在高速风洞中的气流情况,研究各部位的气动性能,以改善汽车的阻力、空气动力学稳定性和燃油经济性。
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。
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
风洞实验科技名词定义中文名称:风洞实验英文名称:wind tunnel testing定义:在风洞中进行模拟飞行器在大气中运动时的空气动力学现象。
应用学科:航空科技(一级学科);飞行原理(二级学科)本内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布流体力学方面的风洞实验指在风洞中安置飞行器或其他物体模型,研究气体流动及其与模型的相互作用,以了解实际飞行器或其他物体的空气动力学特性的一种空气动力实验方法;而在昆虫化学生态学方面则是在一个有流通空气的矩形空间中,观察活体虫子对气味物质的行为反应的实验。
目录编辑本段原理风洞实验的基本原理是相对性原理和相似性原理。
根据相对性原理,飞机在静止风洞实验空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来,两者的作用是一样的。
但飞机迎风面积比较大,如机翼翼展小的几米、十几米,大的几十米(波音747是60米),使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来,其动力消耗将是惊人的。
根据相似性原理,可以将飞机做成几何相似的小尺度模型,气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度,其试验结果可以推算出其实飞行时作用于飞机的空气动力。
[1]编辑本段优点风洞实验尽管有局限性,但有如下四个优点:①能比较准确地控制实验条风洞实验件,如气流的速度、压力、温度等;②实验在室内进行,受气候条件和时间的影响小,模型和测试仪器的安装、操作、使用比较方便;③实验项目和内容多种多样,实验结果的精确度较高;④实验比较安全,而且效率高、成本低。
因此,风洞实验在空气动力学的研究、各种飞行器的研制方面,以及在工业空气动力学和其他同气流或风有关的领域中,都有广泛应用。
编辑本段要求模型的设计和制造是风洞实验的一个关键。
模型应满足如下要求:形状同实风洞实验模拟技术物几何相似或符合所研究问题的需要(如内部流动的模拟等);大小能保证在模型周围获得所需的气流条件;表面状态(如光洁或粗糙程度、温度、人工边界层过渡措施等)与所研究的问题相适应;有足够的强度和刚度,支撑模型的方式对实验结果的影响可忽略或可作修正;能满足使用测试仪器的要求;便于组装和拆卸。
风洞综述(实验流体力学课程设计)
实验空气动力学课程设计(风洞综述) .概念及原理风洞(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体的流动,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,它是空气动力学实验最常用、最有效的工具。
它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。
原理:用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。
为确保实验准确模拟真实流场,还必须满足相似律的要求。
但由于风洞尺寸和动力的限制,通常只能选择一些影响最大的参数进行模拟。
此外,风洞实验段的流场品质,如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准,并定期进行检查测定。
.风洞发展简要回顾风洞设备的发展大致经历了低速风洞发展阶段、超声速风洞发展阶段、跨声速风洞发展阶段、高超声速风洞发展阶段、风洞设备更新改造和稳定发展阶段、风洞设备发展适应新需求、探索新概念风洞发展阶段。
20世纪90年代,随着经济全球化和型号发展数量的减少,一方面,风洞设备在数量上呈现出过剩状态;另一方面,又缺少能满足未来型号精细化发展要求的高性能风洞。
三.近期风洞改造和建设工业生产型风洞的更新改造最主要特点是风洞设计的多功能性、可扩展性、技术的先进性,风洞建设也呈现出创新的特点。
主要包括:吸收试验段内的大部分噪声, 提高风洞试验Re或模拟能力等。
另外还有:感应热等离子体风洞(通过高频电发生器以感应偶合的方式将亚声速或超声速射流加热到极高温度(5000C〜10000C),这种等离子风洞主要用于防热研究)四.风洞发展的未来趋势1)“安静”气流风洞不仅气动声学风洞需要“安静”的风洞,高品质的任何类型风洞都需要“安静”的风洞。
2)亚声速高升力飞行风洞风洞Re模拟能力直接影响试验数据的准确性。
经过多年论证研究,NAS提出了高升力飞行风洞(HiLiFT )的概念。
实验流体力学-4.风洞
例如,当汽车速度达到180km/h时,空气阻力可占总 阻力的1/3。对小汽车模型进行风洞试验,合理修形。 可使气动阻力减小75%。对建筑物模型进行风载荷 试验,从根本上改变了传统的设计方法和规范,大 型建筑物如大桥、电视塔、大型水坝、高层建筑群 等,己规定必须要进行风洞试验,而且模型必须模 拟实物的刚度 (即弹性模型),测量"风振特性"。这 方面已有教训。1940年,美国塔科马(Tacoma)大桥, 一座大型钢索吊桥,因为并不很大的风载荷,导致 桥体强迫振动和共振,引起断塌,因而受到学界广 泛重视。对于大型工厂、矿山群,也要做成模型, 在风洞中进行防止污染和扩散的试验。
3.1 风洞的发展
世界上最早的风洞是1871年英国Wenhan在格 林威治建造的(45.7×45.7cm,长3.05m); 美国的莱特兄弟 (O.Wright和W.wright)于 1901年制造了试验段0.56米2,风速12m/s的 风洞,从而于1903年发明了世界上第一架实 用的飞机。风洞的大量出现是在20世纪中叶。
第三章 风 洞 (Wind Tunnel)
在实验室内进行模型试验,必须创 造一个可调节的均匀气流场。而风洞就 是产生这个均匀气流场的气动设备。实 质上是一个特殊设计的管道。 本章主要介绍低速风洞、超音速风 洞、跨音速风洞的基本工作原理和气流 特点。
主要内容
风洞的发展 风洞试验模拟的不足及其修正 风洞类别 低速风洞 超音速风洞 跨音速风洞 风洞发展动向
(2)支架干扰
风洞试验中,需要用支架把模型支撑在气流 中。支架的存在,产生对模型流场的干扰, 称为支架干扰。虽然可以通过试验方法修正 支架的影响,但很难修正干净。近来,正发 展起一种称为"磁悬模型"的技术。在试验段内 产生一可控的磁场,通过磁力使模型悬浮在 气流中。
风洞试验方案
1.模型在试验过程中的受力、温度、压力等参数应符合设计要求。
2.试验结果应满足相关技术标准及工程设计要求。
3.对试验结果进行分析,提出优化建议。
八、试验周期
根据试验项目及试验设备性能,预计试验周期为一个月。
九、试验费用
根据试验项目、设备使用、人力资源等综合因素,预计试验费用为人民币XX万元。
风洞试验方案
第1篇
风洞试验方案
一、方案背景
风洞试验是研究流体力学、空气动力学等领域的重要手段,通过对模型在模拟气流环境下的受力、温度、压力等参数的测试,为工程设计、科学研究提供基础数据。本方案旨在制定一套合法合规的风洞试验方案,确保试验过程安全、可靠、高效。
二、试验目的
1.分析模型在特定风速、风向条件下的气动特性。
二、试验目的
1.评估模型在不同风速和风向条件下的气动特性。
2.分析模型结构的稳定性,以及气流对其影响。
3.提供工程设计所需的基础数据和理论依据。
三、试验依据
1.法律法规:依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国产品质量法》等相关法律法规。
2.技术标准:参照GB/T 1236-2017《风洞试验方法》、ISO 5130:2017《风洞试验基准》等标准。
5.数据处理与分析:对采集到的数据进行处理和分析,得出试验结果。
6.试验报告:撰写试验报告,包括试验过程、数据、结果等。
六、试验安全保障
1.风洞设备操作人员应具备相关资质,严格遵守操作规程。
2.试验现场应设立安全警示标志,确保试验过程中人员安全。
3.定期对风洞设备进行检查、维护,确保设备安全运行。
4.建立试验应急预案,提高应对突发事故的能力。
五、试验步骤
风洞实验是什么原理的应用
风洞实验是什么原理的应用1. 什么是风洞实验风洞实验是一种利用模拟风流场的实验方法,通过对风的流动特性进行观测和测试,从而研究和分析空气动力学、结构力学等领域的问题。
风洞实验通常会模拟不同风速、气流方向和温度等条件,以便在实验室环境中观测和分析具体的现象和行为。
风洞实验的基本原理是利用风洞设备产生一定速度和压力的气流,通过控制气流的流速和流向,模拟真实环境中的气流流动情况。
在风洞内部,可以观测和测试各种物体在气流中的流动特性,以便分析和研究其受力、气动性能以及结构响应等。
风洞实验广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑设计等领域,对于新产品的研发和性能优化具有重要意义。
2. 风洞实验的应用原理风洞实验的应用原理可以归结为以下几个方面:2.1 流体力学原理风洞实验主要基于流体力学原理,即研究气体的流动特性和受力情况。
风洞中的气流模拟了真实环境中的风流场,利用流体力学原理进行观测和分析,可以提供物体在气流中的受力分布、速度分布、压力分布等重要数据。
这些数据可以进一步用于优化设计、改进产品性能等方面。
2.2 模型比例原理风洞实验中使用的物理模型通常是原物体的缩小比例模型。
通过合理选择模型的比例,可以使模型在风洞中产生的气流流动特性尽可能地接近真实环境中的气流流动特性。
这可以有效降低实验成本和难度,提高实验结果的可靠性和可重复性。
2.3 高速流动原理风洞实验中常常涉及到高速流动条件下的模拟。
在高速流动情况下,空气流动呈现出不同于低速流动的特性,例如流场中的湍流现象、压力分布的不均匀性等。
通过风洞实验,可以研究和分析高速流场的流动特性、气动性能等,为相关领域的设计和优化提供支持。
3. 风洞实验的应用领域风洞实验在多个领域有广泛的应用,以下列举几个主要的应用领域:3.1 航空航天领域在航空航天领域,风洞实验是评估飞行器空气动力学性能的重要手段。
通过在风洞中测试和观测飞行器模型在不同气流条件下的气动性能,可以评估其飞行性能、稳定性、操纵性等。
风洞实验实习报告
一、实习目的本次风洞实验实习旨在通过实际操作,加深对流体力学基本原理的理解,掌握风洞实验的基本流程和方法,学会使用风洞实验设备,并通过对实验数据的分析,提高解决实际工程问题的能力。
二、实习时间2023年X月X日至2023年X月X日三、实习地点XX大学风洞实验室四、实习内容1. 风洞设备介绍与操作在实习开始阶段,我们首先学习了风洞的基本结构、工作原理以及各类设备的操作方法。
包括风速计、测力天平、压力传感器、热线风速仪等。
通过实际操作,我们熟悉了风洞的基本使用流程。
2. 实验设计与实施我们选择了XX模型进行风洞实验。
实验前,我们根据实验目的和模型特点,设计了实验方案,包括实验参数、实验步骤、数据采集等。
在实验过程中,我们严格按照实验方案进行操作,确保实验数据的准确性。
3. 数据采集与分析实验过程中,我们使用各类传感器采集了风速、压力、升力等数据。
实验结束后,我们对数据进行整理和分析,得到了模型在不同风速、攻角下的气动特性曲线。
4. 实验报告撰写根据实验数据,我们撰写了实验报告,内容包括实验目的、实验方法、实验结果、分析讨论等。
在撰写报告过程中,我们进一步巩固了所学知识,提高了写作能力。
五、实习收获1. 理论联系实际通过本次实习,我们将所学流体力学理论知识与实际风洞实验相结合,加深了对流体力学基本原理的理解。
2. 实验技能提升在实习过程中,我们熟练掌握了风洞实验设备的使用方法,提高了实验操作技能。
3. 团队合作能力实验过程中,我们分工合作,共同完成了实验任务,提高了团队合作能力。
4. 问题解决能力在实验过程中,我们遇到了一些问题,通过查阅资料、讨论交流,最终解决了问题,提高了问题解决能力。
六、实习总结本次风洞实验实习是一次宝贵的实践机会,使我们受益匪浅。
在今后的学习和工作中,我们将继续努力,将所学知识运用到实际中,为我国流体力学事业贡献力量。
风洞实验是绝对性原理的典型应用
风洞实验是绝对性原理的典型应用1. 简介风洞实验是一种常见的实验手段,用于研究物体在流体中的运动特性。
风洞实验的原理是基于流体力学中的绝对性原理,通过模拟真实环境中的流体运动,来预测和分析物体在流体中的行为。
2. 风洞实验的步骤风洞实验一般包括以下几个步骤:2.1 设计实验方案在进行风洞实验之前,首先需要设计实验方案。
这包括确定要研究的问题、选择合适的流体模拟介质、设计实验装置、制定观测和测试方法等。
2.2 制备实验样品根据实验方案,制备实验样品。
这可能涉及到制造模型、结构件或其他实验所需的器材。
2.3 设置实验条件在风洞中设置实验条件,包括调整流体模拟介质的流速、温度等参数,以及控制实验室环境的湍流、噪音等因素。
2.4 进行实验观测将制备好的实验样品放置在风洞中,并进行观测和测试。
这可能包括使用测量仪器记录物体的运动状态、测量流体的压力、温度等参数。
2.5 数据处理和分析通过获得的实验数据,进行处理和分析。
可以使用数据分析软件或编程进行计算和建模,以得出实验结果和结论。
3. 风洞实验的应用领域风洞实验具有广泛的应用领域,以下列举几个典型的应用领域:3.1 航空航天工程在航空航天工程中,风洞实验是一种不可或缺的手段。
通过风洞实验,可以模拟不同高度、速度和气压的条件,研究飞行器在不同工况下的空气动力学特性,如升力、阻力、稳定性等。
这对于飞行器的设计、性能优化和安全性评估非常重要。
3.2 汽车工程在汽车工程领域,风洞实验用于研究汽车的气动特性。
通过模拟车辆在运动时受到的气流影响,可以分析车身的气动阻力、升力和稳定性等。
这对于改善汽车的燃油效率、降低噪音和提高行驶稳定性具有重要意义。
3.3 建筑工程在建筑工程中,风洞实验常用于研究建筑物在风力作用下的响应和稳定性。
通过风洞实验,可以模拟不同风速和风向对建筑物的影响,评估建筑物的结构和抗风性能,并对建筑物的设计和布局进行优化。
3.4 运动器械风洞实验在运动器械研发中也发挥着重要的作用。
建筑流体力学与风洞试验
建筑流体力学与风洞试验建筑物是人类居住和工作的空间,其稳定性和安全性直接关系到人们的生活质量和安全。
在建筑设计和施工中,流体力学是一门重要的科学,它研究了流体(包括空气和水)在建筑物表面和内部的运动规律,以及流体对建筑物产生的压力和力的影响。
建筑流体力学的研究内容包括建筑物外部空气流动、室内空气流动、水流与建筑物的相互作用等。
其中,外部空气流动是最常见也是最关键的研究对象之一。
当空气经过建筑物表面时,会产生各种各样的现象,比如压力分布的不均匀、漩涡的形成、风速的加速等。
这些现象对于建筑物的结构稳定性和对风的动力响应有着重要影响。
为了研究这些现象,建筑流体力学的研究者使用一种重要的实验手段,即风洞试验。
风洞试验是通过模拟实际风场的方式,使用缩尺比模型进行试验研究。
通过对模型在风洞中的运动状态和压力分布的测量,可以获得对实际情况的预测和分析。
风洞试验的基本原理是根据流体力学的相似性原理进行的。
根据相似性原理,当物体的几何形状、比例关系和流体的物性与实际情况相似时,它们之间的流动现象也应该相似。
因此,通过在风洞中进行试验,可以以较低成本获得关于实际情况的关键信息。
在风洞试验中,有几个重要的参数需要考虑。
首先是雷诺数,它描述了流体的惯性力和粘性力之间的相对重要性。
当雷诺数达到一定范围时,流动状态会发生转变,并出现不同的现象。
因此,在进行风洞试验时,需要选择合适的雷诺数范围,以确保模型能够准确地模拟实际流动状态。
另一个重要的参数是来流速度,它是流体流动的基本特性之一。
来流速度的选择要根据实际情况进行,以确保模型在风洞中能够达到与实际情况相似的流动状态。
在风洞试验中,不仅要考虑模型的几何形状和比例关系,还要考虑模型的材料和表面处理。
模型的材料和表面处理会对流动状态和压力分布产生影响,因此在设计风洞试验时需要综合考虑。
风洞试验的数据处理和分析也是一个复杂的过程。
通过测量模型表面的压力和速度,可以得到流体在模型表面的压力分布和速度分布。
第二讲流体力学实验设备-风洞
马赫数:M V
低速风洞中主要满足Re数相等。 超音速风洞中主要满足马赫数相等。 亚音速或跨音速风洞中很难兼顾,达不到所需Re 数。
5
a
风洞壁的干扰(边界干扰),模型支架的干扰,实 验段气流特性和实际流场的差异等 实验数据需要进行修正。
6
实验模型的安装支架
7
5. 风洞的分类 (1)按风洞实验段中气流速度V的大小来分 低速风洞:气流速度V<100m/s,马赫数M<0.3,分为回 流式和直流式,不考虑压缩性的影响,最常见的风洞。 高亚音速风洞: 马赫数0.3<M<0.8,外形与低速风动相 似,风扇驱动功率较大,一般为两级以上的轴流式风 扇,回流管道中需装冷却器或换气系统。 跨音速风洞:马赫数0.8<M<1.5,工作段双层结构,内 外层间称为驻室(压力可调)。内层壁面开有孔或槽, 消除模型激波反射现象和低超音速时的模型壅塞。
收缩段、实验段和扩散段
25
动力段:通过调节风扇的转速来调节实验段内的气流 速度,可用可控硅整流器提供直流电,直流电动机带动 风扇,实现无级调速,转速稳定。也可用变频器调速。
风扇
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坐标架:风洞的配套设备,固定模型、测量探头 和模型支架等,采用高精度步进电机驱动,二维或 三维移动。 测量设备 测力:气动力天平,测量模型上所承受的力和力 矩。测力实验得到的是流场的综合结果,不能分析 产生气动力的原因。 测压:模型表面的压力分布。 测速:二维或三维速度分布,流场结构。
31
天津大学流体力学实验室低速回流式风洞(建成于1964年) 速度1-40米/秒,来流背景湍流度0.2%,试验段0.6*0.8*1.5
32
33
§2.3 烟风洞
流体力学实验_风洞
3. 风洞的功用
(1)空气动力学和流体力学基础性研究 各种翼型的气动力特性:压缩性和粘性附面层的 影响,翼型上附面层的控制,激波与附面层的干扰和 传热的影响,三元机翼的气动力特性,飞行器再入大 气的气动热等空气动力学的基本规律 圆柱绕流、钝体绕流等流动特性和涡旋结构 大气扩散规律 湍流(各向同性湍流、边界层、可压缩湍流)流 动结构 为理论流体力学和计算流体力学提供实验资料
我国已建成第一座大型立式风洞,总高55m,实 验段直径5m,中心最大风速可达50m/s。
13
§6.2 低速风洞
低速风洞可分为: 直流式低速风洞:构造简单,占用空间较大 回流式低速风洞:气流通过实验段后再通过管道
循环一周回到实验段中,构造复杂,所需空间较小 单回流式:最常用的型式 双回流式:比较大型的风洞 环形回流式:变密度风洞,风洞强度较高
(
R0 R1
)2
] [1
1
x0 (x
)2
]3
R1
3 x0
R
R0
x x0
19
实验段:安装模型进行实验的工作段,气流速度最 大最均匀的一段(截面积最小),实验段的截面形状 有圆形、方形、长方形、八角形等。
开口实验段:模型安装方便,观测容易。气流的能 量损失大,气流品质较差。实验段长度为1~1.5R0。
闭口实验段:装有透明观察窗,气流均匀区域大, 能量损失小。模型装卸不方便。实验段长度为 2~2.5R0。
实验段的气流特性是设计风洞、评价风洞性能的主 要指标之一。
20
实验段气流品质的要求: 气流稳定性
风速的相对变化来表示:
V V V 0.25% VV
12
水平式风洞和立式风洞(按实验段气流方向)
实验流体力学(4)报告
第一节 风洞试验装臵
(2) 开放式巡回风洞
(a) 示意图 图2 开放式巡回风洞
(b) 外部结构图
第一节 风洞试验装臵
2. 风洞测试仪器
(1) 气动力测量仪器
气动力测量仪器直接测量风洞中作用于模型上的气动力和力
矩的装臵主要是风洞天平 。风洞天平的分类方法很多,按测 量原理可分为: 机械式天平 应变式天平
属作骨架、用轻木或塑料作填料、能模拟飞行器各部件弯曲
和扭转刚度的弹性模型,把它放在风洞中作模拟飞行条件的 高动压实验,测量对模型刚度的影响,修正刚体模型实验的 数据。
第一节 风洞试验装臵
外挂物测力和投放轨迹实验。测量飞行器外挂油箱、炸弹或
其他物体的气动力和外挂物投放轨迹的实验。由于风洞尺寸
的限制,风洞中外挂物模型很小,测量很困难。早期的实验 是设计专门的外挂物天平。天平可以放在外挂物模型或者它
(5) 流态观测实验
第一节 风洞试验装臵
(1)测力实验
利用风洞天平测量作用在模型上的空气动力和力矩的风洞 实验。它是风洞实验中最重要的实验项目之一。测力实验 主要有:全模型和部件的纵向和横向测力实验、喷流实验 、静气动弹性实验、外挂物测力和投放轨迹实验等。 全模型和部件的纵向和横向测力实验测量沿模型上三个互 相垂直轴的力和绕三个轴的力矩的实验。
第一节 风洞试验装臵
(2) 压力测量仪器 各种传感器参考前面的课件。
转子压力扫描阀→电子采样压力组件(多路开关和气路切
换开关组成)
(3)总焓测量仪器
(4) 流场密度测量仪器
风洞中常用光学仪器来显示和测量流场,常用的是阴影
仪、纹影仪和马赫-曾德尔干涉仪等。
第一节 风洞试验装臵
(5) 气流速度测量仪器
南开大学风洞实验实验报告
风洞实验一、实验原理[1]曳力系数曳力系数(drag coefficient)又称流体阻力系数,指一个物体在流体中和流体有相对运动时,物体会收到流体的阻力。
阻力的方向与物体相对于流体的速度方向相反。
相对速度较小时,阻力大小与速度大小成正比;相对速率较大时,有:f=12C DρA Av2其中,ρA是空气密度,A是物体有效横截面积,C D是曳力系数。
曳力系数的大小取决于物体形状与雷诺数。
[2]雷诺数雷诺数(Reynolds number),是流体力学中表征粘性影响的相似准则数,记作Re。
Re=ρAνD B μA其中,ν为流体流速,ρA为流体密度,μA为动力粘滞系数,D B为特征长度。
二、实验装置1、贴有刻度尺的风洞2、配有光电传感器的计算机风扇3、不同直径、不同表面的小球若干(系有细绳)4、示波器5、刻度尺6、铁架台7、游标卡尺8、电子天平9、双通道电源、导线若干10、热线式风速仪三、实验内容1、如图所示连接电路:图1 实验电路图2、将风洞调至水平,利用刻度尺测出风洞的直径,估计其截面积。
3、设定热线式风速仪截面积,在风洞上安装热线式风速仪,使得测量探头位于风洞正中央。
4、调节示波器,使其可以显示频率。
5、调节双通道电源,使得风扇电压由4.00V增加到14.00V,读出整数电压值时的风速与电机频率,记录实验数据。
[2]曳力系数与雷诺数的测定1、利用铁架台,使得乒乓球在风洞中心,同时摆线穿过带有刻度尺的狭缝,保证摆线与狭缝没有接触。
2、利用刻度尺测量摆线悬挂点与刻度尺的距离。
3、实验开始前,读出摆线所对刻度。
4、调节双通道电源,使得风扇电压由4.00V增加到14.00V,读出整数电压值时的摆线所对刻度、记录实验数据。
5、换用不同直径的小球,重复上述步骤。
四、实验结果电压/V电机频率/Hz风速/m⋅s−14.007.960.465.009.800.626.0011.570.767.0014.790.898.0014.560.959.0015.98 1.0610.0017.24 1.1411.0018.43 1.2412.0019.69 1.3213.0020.66 1.4314.0021.74 1.50表1 风速与电机频率数值拟合后的结果如下图:图2 风速与电机频率拟合结果风速与电机频率近似满足:v=0.07094f M满足线性相关。
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为此,应运而生出现了许多"大气边界层风洞 "。在这种风洞中,试验段的气流并不是均匀 的,从风洞底板向上,速度逐渐增加,模拟 地面"风"的运动情况(称为大气边界层)。国内 已出现了十几座这样的风洞。
3.2 风洞试验模拟的不足及其修正
风洞试验既然是一种模拟试验,不可能完全 准确。概括地说,风洞试验固有的模拟不足 主要有以下三个方面。与此同时,相应也发 展了许多克服这些不足或修正其影响的方法。
3.4 低速风洞
低速风洞实验段Ma<0.4,按实验段尺寸大 小可分为:
D=几十毫米的微型风洞; D=1-1.5m的小型风洞; D=2-4m的中型风洞; D>8m以上的大型风洞。
(1) 低速风洞用途
航空航天:飞行器实验、低速空气动力学实验 风工程 环境风洞
(2)国内一些大型低速风洞性能表
新飞机研制所需的风洞实验时数随时间的变化
3.3 风洞类型
一百多年来,人们根据不同用途和特征 建造了不同形式的风洞。对于风洞类型,根 据不同的分类方法,提出不同的类型。
(1) 按Ma数分类表
序号
风洞名称
实验段Ma 数的大小
基本特征
1
低速风洞
<0.3--0.4
2
亚音速风洞 0.4--0.8
空气压缩性忽略不计 轴流式风扇
为了试验炮弹的气动力作用和研究超声速流动,瑞 士阿克雷特(G.Ackttet)于1932年建成了世界第一座超 声速风洞,试验段面积0.4米×0.4米,马赫数(风速与 声速之比)2;
适应跨超声速飞行器的发展,1956年美国建成世界 最大的跨超声速风洞,试验段面积4.88米×4.88米, 马赫数0.8-4.88,功率为16.1万kW。1958年,美国航 天局建成试验段直径0.56米,马赫数可高达18-22的 高超声速风洞。
6.0m×6.0m(闭口),设计风速145.0m/s
美国 2.74m×2.74m,设计风速87.5m/s (非循环式)
美国 4.0m×7.0m,设计风速62.0m/s
4 NASA-Ames
80年代,美国建成一座低温风洞,以氮气(氮气凝固 点低,适于低温下工作)为工作介质,温度范围34078K,压力可达9个大气压,试验段2.5米×2.5米,马 赫数0.2-1.2,雷诺数高达120×106。
我国的风洞建设发展迅速。1977年,中国空
气动力研究与发展中心建成亚洲最大的低速 风洞,串联双试验段:8米×6米和16米×l2米, 风速100m/s,功率7800kW。1999年,又建成 具有世界规模的跨声速风洞,试验段口径2.4 米,马赫数0.6-1.2。
风洞试验的理论基础是相似原理。相似原理要求风 洞流场与真实飞行流场之间满足所有的相似准则, 或两个流场对应的所有相似准则数相等。风洞试验 很难完全满足。最常见的主要相似准则不满足是亚 跨声速风洞的雷诺数不够。以波音737飞机为例,它 在巡航高度(9000m)上,以巡航速度(927km/h)飞行, 雷诺数为2.4×107,而在3米亚声速风洞中以风速 100m/s试验,雷诺数仅约为1.4×106,两者相距甚远。 提高风洞雷诺数的方法主要有:
二元风洞
要求实验段截面为矩形,两边长之比多取 2.5-4.0。二元风洞主要用于研究翼型空气动 力特性的,模型两端与实验段侧壁相贴合, 消除气流沿模型的展向流动。
三元风洞
是一种最常见的低速风洞。主要用于各种 飞行器模型的三元气流实验(测力、测压实 验,流动显示),是用途最广的风洞设备。 实验段风速是可控制的,压力接近大气压, 具有很好的封闭性。
200
0
250
内125外 /100
内117/外 97 内125/外 103
10 95
3 30 8 88
90
1200 0.10 1000 0.10 1120 0.078
280/ 1小时
170/ 1小时
0
外 127
(3) 低速风洞型式
按型式分:直流式和回流式风洞 直流式:一般闭口(电机位于实验段后,避免空气
(1)边界效应或边界干扰
真实飞行时,静止大气是无边界的。而在风洞中, 气流是有边界的,边界的存在限制了边界附近的流 线弯曲,使风洞流场有别于真实飞行的流场。其影 响统称为边界效应或边界干扰。克服的方法是尽量 把风洞试验段做得大一些(风洞总尺寸也相应增大), 并限制或缩小模型尺度,减小边界干扰的影响。但 这将导致风洞造价和驱动功率的大幅度增加,而模 型尺度太小会便雷诺数变小。近年来发展起一种称 为"自修正风洞"的技术。风洞试验段壁面做成弹性 和可调的。试验过程中,利用计算机,粗略而快速 地计算相当于壁面处流线应有的真实形状,使试验 段壁面与之逼近,从而基本上消除边界干扰。
从开口实验段处直接流入)
直流式风洞也称为开路式风洞。其特点是气流经过实验 段后排出风洞,无专门的管道系统导回。一般小型直流风洞 建在实验室内,大型直流风洞两段都直通大气。直流风洞可 分为进口吸气段,实验段,扩压段和风扇段。直流风洞的实 验段可以是闭口,也可以是开口,但开口实验段必须是密闭 室。
优点:模型后的受扰动流不会带入回流,无冷却 问题
第三章 风 洞 (Wind Tunnel)
在实验室内进行模型试验,必须创 造一个可调节的均匀气流场。而风洞就 是产生这个均匀气流场的气动设备。实 质上是一个特殊设计的管道。
本章主要介绍低速风洞、超音速风 洞、跨音速风洞的基本工作原理和气流 特点。
主要内容
风洞的发展 风洞试验模拟的不足及其修正 风洞类别 低速风洞 超音速风洞 跨音速风洞 风洞发展动向
型建筑物如大桥、电视塔、大型水坝、高层建筑群
等,己规定必须要进行风洞试验,而且模型必须模 拟实物的刚度 (即弹性模型),测量"风振特性"。这 方面已有教训。1940年,美国塔科马(Tacoma)大桥, 一座大型钢索吊桥,因为并不很大的风载荷,导致
桥体强迫振动和共振,引起断塌,因而受到学界广
泛重视。对于大型工厂、矿山群,也要做成模型, 在风洞中进行防止污染和扩散的试验。
(4) 低速风洞模拟参数
Re数 低湍流度
湍流度对层流到湍流的转捩,边界层内部结构及 其分离,大迎角分离流,旋涡的稳定性研究,非定常 的气动力测量以及战斗机气动特性的风洞试验结果等 均产生明显影响。
Re数和湍流度是风洞实验结果与飞行实验结果相
关的重要相似参数。
低噪声指标
声学风洞和低噪声风洞对于当代飞机的研制、高 速列车和轿车、高层建筑、及其航空气动声学理论 的发展等领域均是必不可少的实验设备。
风洞应用扩大到一般工业
随着工业技术的发展,从60年代开始, 风洞试验(主要是低速风洞)从航空航天领域 扩大到一般工业部门。反映各行各业的发展 越来越需要空气动力学和风洞试验的参与, 已经形成了新的学科:“工业空气动力学” 和“风工程学”
汽车风洞、气象风洞、环保风洞、风沙风洞
例如,当汽车速度达到180km/h时,空气阻力可占总 阻力的1/3。对小汽车模型进行风洞试验,合理修形。 可使气动阻力减小75%。对建筑物模型进行风载荷 试验,从根本上改变了传统的设计方法和规范,大
(4)提高Re的方法
增大模型和风洞的尺度,其代价同样是风洞造价和 风洞驱动功率都将大幅度增加。如上文所说美国的 全尺寸风洞。
增大空气密度或压力。已出现很多压力型高雷诺数 风洞,工作压力在几个至十几个大气压范围。我国 也正在研制这种高雷诺数风洞。
降低气体温度。如以90K(-1830C)的氮气为工作介质, 在尺度和速度相同时,雷诺数是常温空气的9倍多。 世界上已经建成好几个低温型高雷诺数风洞。我国 也研制了低温风洞,但尺度还比较小。
(2)支架干扰
风洞试验中,需要用支架把模型支撑在气流 中。支架的存在,产生对模型流场的干扰, 称为支架干扰。虽然可以通过试验方法修正 支架的影响,但很难修正干净。近来,正发 展起一种称为"磁悬模型"的技术。在试验段内 产生一可控的磁场,通过磁力使模型悬浮在 气流中。
(3)相似准则不能满足的影响
序 风洞 号 名称
型式
实验段尺寸 宽×高×长
(m)
1 北京大学 开 口 2.25×3.65
4#
回流
2 701所 FD-9
闭口 回流
3×3×12
3 702所 FD-02
闭口 回流
3×3×8.5
4 29基地 闭 口 FL-12 回 流
4×3×8
5 29基地 FL-13
闭口 直流
12×16×25 8×6×15
5 93
10 100
2.1 21 20 100 10 60
电机输 出功率
kW
实验段 湍流度 (湍流球)
%
300 0.10
2060 0.10
1250 0.09
2050 0.12
3× 0.10 2600
450 0.24
温升值 T
实验段 噪声 (dB)
30/ 2小时 150
50/ 0.5小时
(a)噪声会引起压力脉动,进而引起速度脉动 (b)噪声会直接影响非定常压力的测量 (c)噪声影响物面上边界层的转捩和分离 (d)噪声会妨碍降噪的实验研究
国外一些大型声学风洞有关参数汇总表
序 风洞名称 号 1 ngley
国家
实验段参数
德国- 9.5m×9.5m(闭口),设计风速62.0m/s 荷兰 8.0m×6.0m(闭口),设计风速100.0m/s
6 627所 FL-8
闭 口 3.5×2.5×
回流
5.5
7 520厂 开 口 2.5×4.5 DFD-03 回 流
8 南航 NH-2
闭 口 4.25×5.1×7 回 流 3×2.5×6