高速列车空气动力学性能计算和试验鉴定暂行规定
高速列车空气动力学性能计算和试验鉴定暂行规定
高速列车空气动力学性能计算和试验鉴定暂行规定
高速列车空气动力学性能计算和试验鉴定暂行规定附件7
目录
1 范围 (1)
2 引用标准 (1)
3 列车空气动力学基本参数、符号及单位 (1)
4 列车空气动力性能、噪声参数说明及坐标系 (1)
5 列车外形及空气动力性能基本要求 (1)
6 声学要求 (6)
7 流场数值模拟计算 (7)
8 空气动力学试验 (8)
附录A 列车空气动力学基本参数、符号及单位 (9)
附录B 列车空气动力性能、噪声参数说明 (10)
附录C 坐标系 (11)
1范围
本《暂行规定》规定了高速列车空气动力计算、试验及评估鉴定的要求。
本《暂行规定》适用于标准轨距铁路线上营运速度为200km/h到350k m/h范围内的高速客运列车；对最高营运速度低于200km/h的客运列车以及需要考虑空气动力性能问题的货运列车可参照使用。
2引用标准
下列标准包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。在标准出版时，所示版本均为有效。所有标准均会被修订，使用本标准的各方应探讨、使用下列标准最新版本的可能性。
GB1920－80 标准大气（30km以下部分）；
GJB1179－91 高速风洞和低速风洞流场品质规范；
《京沪高速铁路建设暂行规定》。
3列车空气动力学基本参数、符号及单位
本《暂行规定》所有参数均采用国际单位制。计算、试验中用到的基本参数及计量单位见附录A。
4列车空气动力性能、噪声参数说明及坐标系
本《暂行规定》用于表示列车空气动力性能、噪声的参数及坐标系见附录B、附录C。
5列车外形及空气动力性能基本要求
5.1列车外形基本要求
5.1.1列车空气动力性能主要取决于列车外形，应根据运
行速度要求，结合生产工艺条件，合理设计满足空
气动力性能要求的列车外形，同时需符合《高速铁
路机车车辆限界技术条件》。
5.1.2车体横截面形状应采用腰鼓形，或者采用折线形式
的侧墙以圆弧与车顶和车底罩相连。
5.1.3头部鼻锥下方应设置导流板，注意导流板形状的设
计。
5.1.4车体底部除转向架部位外，应设置全封闭底罩。
5.1.5列车编组，车体横截面形状应尽可能相同，不同横
截面形状车体混编时，应设置平滑过渡段。
5.1.6空调及冷却系统进风口应尽可能布置在列车表面
压力为正压区域，排风口则应布置在负压较大的区
域。
5.1.7列车外形应尽可能避免以下部位产生涡流：
—车头
—受电弓
—牵引缓冲装置
—车体底部
—把手、缝隙、凹槽等
—车辆连接处
5.2列车空气动力性能基本要求
5.2.1列车的空气动力性能用运行列车本身承受及对环
境作用的空气动力、力矩、压力及其系数表示（见
附录B）。
5.2.2列车空气阻力
—用阻力系数Cx衡量。
—通过数值模拟计算和风洞试验得到。
—在无环境—风影响条件下，不同运行速度列车的C x值应不超过下表规定值。
表5-1各种运行速度列车空气阻力系数C x允许最大值
5.2.3列车交会空气压力波
—用空气压力变化幅值衡量。
—分明线交会和隧道内交会两种情况。
—由数值模拟计算、动模型模拟试验、实车试验得到。
—不同复线间距、不同交会速度时，列车交会空气压力波允许的最大幅值见下表。
表5-2列车交会空气压力波允许的最大幅值(隧道数据待定)
5.2.4列车运行时的空气动力升力Fz，由数值模拟计算
和风洞试验得到。在无环境风影响条件下，应满足：
头车的Fz≤0、中间车和尾车的Fz接近于零。
5.2.5列车表面压力
—用压力系数
C衡量。
p
—通过数值模拟计算、风洞试验和实车试验得到。
—除受电弓、转向架部位外，其余部位应无空气流动分离现象。
—列车表面压力绝对值应尽可能小。
5.2.6在垂直于列车纵向对称面的常值侧风作用下，列车
运行速度限值的规定见下表。列车运行横向稳定性
需满足规定限值的要求。
5.2.7计算侧风对列车横向稳定性影响时，应包括运行列
车垂直于列车纵向对称面的常值侧风作用下的迎
风面和背风面压力及空气升力。
5.2.8车厢（包括司机室）气密性要求：在门窗关闭情况
下，车厢及司机室内部空气压力由3600Pa降至
1350Pa，所需时间应大于36秒。在产品出厂前进
行试验验证。
5.2.9车厢（包括司机室）内部空气压力变化：在隧道内
列车交会时乘员感受到的空气压力变化应小于
1000Pa。通过实车试验验证。
5.2.10在空气动力作用下对受电弓的弓网接触性能要求：
运行列车顶风速度达到26m/s时，空气动力引起弓网之间的附加压力应小于120N；
运行列车顶风速度达到40m/s时，受电弓对电网导线在接触点处的举升应小于100mm；
列车按允许速度运行，在环境风影响下，弓网之间的接触力应小于下述极限值：
—接触力均值120N
—接触力峰值200N
—接触力标准误差≤22%；
受电弓应具有能承受垂直于列车前进方向、风速达40m/s的风载荷
能力，在距受电弓降下位置1.5m高度处，其最大侧偏量应小于±30mm。
受电弓的弓网接触性能各参数由数值模拟计算和试验验证。
5.2.11列车风对周围环境的影响
列车通过时，列车侧面、尾部流场的压力和速度应满足《京沪高速铁路建设暂行规定》。
列车通过时，列车尾部流场的速度应不使规定的道碴卷起。
分别通过计算和试验验证。
6声学要求
随着列车运行速度提高，空气动力噪声在总的噪声中所占比重愈大，对降低高速列车运行时产生的噪声，采取的措施主要应从列车空气动力学角度考虑，为此，将声学要求列入本《暂行规定》。
6.1运行噪声
列车交会时，不允许产生爆破声。
列车不停车以规定速度驶过时，在离轨道轴线25m远和距轨道顶面3.5m高处测得的A声级值不得高于89dB(A)。
6.2进站噪声
列车入站时，在离轨道轴线25m远和距轨道顶面3.5m高处测得的A声级值不得超过68dB(A)。
6.3客车车厢内部噪声
列车以规定速度行驶时，一等车厢内旅客耳朵处的A声级值不得超过65dB(A)，在二等车厢内（包括餐车）不得超过68dB(A)。在隧道内
该值最多可以高出5dB(A)。
由空调等成套设备发出的A声级值，在旅客耳朵处，无论是停车还是行驶时，均不得高于55～60dB(A)。
6.4电话位置
列车以最高速度行驶时，包括在隧道中，打电话处旅客耳朵处的A 声级值也不得超过65dB(A)。
6.5旅客信息系统
在广播通知时，旅客耳朵处A声级值必须高于最大室内声级10dB(A)。
6.6包房隔墙
包房间的隔墙在装配状态下，必须具有不小于A声级值35dB(A)的隔声度。
6.7司机室内部噪声
列车以最高速度在明线中行驶时，司机室内在司机耳朵处的A声级值不得高于68dB(A)。在隧道内该值最多可以高出5dB(A)。
7流场数值模拟计算
7.1计算目的
—为列车空气动力性能验收评估提供依据。
—为列车产品设计提供空气动力性能方面的依据。
—进行列车空气动力性能研究。
7.2计算要求
7.2.1计算内容：列车空气动力、力矩、列车表面压力分
布、列车交会空气压力波、列车过隧道时隧道内空
气压力变化、风道流场、尾部流场、环境风影响、
对周围环境影响。
7.2.2数值模拟计算应基于三维粘性流理论，其中列车交
会和过隧道的计算需按三维非定常、可压缩粘性流
进行。
7.2.3计算列车交会、过隧道、环境风影响时，需考虑列
车与列车、列车与周围环境（隧道、挡风墙、环境
风等）的相对运动。
7.2.4数值计算模型至少按头、中、尾三节车建立。
7.2.5应提供数值计算报告
数值计算报告应包括计算目的，计算方法，计算内容，计算理论基础，所使用的软件，计算结果及分析，与试验结果对比及相关性分析，计算结果评价，结论及建议。
8空气动力学试验
8.1基本要求
8.1.1试验目的
—为列车空气动力性能验收评估提供依据。
—为列车产品设计提供空气动力性能方面的依据。
—验证数值计算的正确性和精度。
—进行列车空气动力性能研究。
8.1.2试验进行前应提供试验大纲
试验大纲应包括试验目的、试验内容、试验方法、试验条件、试验地点、试验设备、仪器、仪表、时间安排、评估方法。
8.1.3试验完成后应提供试验报告
试验报告应包括试验目的，试验内容，试验方法，试验地点，试验设备、仪器、仪表，试验结果及分析，试验结果评估，结论及建议
8.2风洞试验
8.2.1风洞试验内容：列车空气动力、力矩、列车表面压
力分布、侧风影响、尾部空间流场
8.2.2风洞试验前需进行风洞流场品质校验（静态和动
态），其流场品质应满足GJB1179－91《高速风洞
和低速风洞流场品质规范》的要求。
8.2.3缩比模型风洞试验应使试验雷诺数Re≥5×105。8.2.4对每种参试型号均应进行重复性测试精度试验。8.2.5风洞试验应正确反映地面效应。
8.2.6试验用模型列车至少采用3节车（即头车、尾车和
中间车），试验模型缩比应能满足测试要求，且尽
可能大。
8.2.7对于侧风影响的试验，侧滑角应考虑不小于±20°。
8.2.8受电弓等关键部件的空气动力性能试验，建议采用
全尺寸模型，并配置相应部位车体外形，以模拟空
气对车体的绕流。
8.3动模型模拟试验
8.3.1动模型模拟试验用于测定列车在明线和隧道内交
会空气压力波、列车过隧道时隧道内空气压力变
化。
8.3.2动模型试验应使试验雷诺数Re≥5×105。
8.3.3对每种参试型号均应进行重复性测试精度试验。
8.3.4动模型列车由三节车组成，模型车缩比不小于
1:20。
8.4实车试验
8.4.1实车试验内容：列车表面压力分布、列车交会空气
压力波、列车交会时车厢内空气压力变化、风道的
冷却风量、列车过隧道时隧道内空气压力变化、环
境风影响、对周围环境影响。
8.4.2列车交会试验应实时测定两交会列车侧壁间距和
相对速度。
附录C 坐标系
本《暂行规定》给出的高速列车空气动力学数值计算和试验常用的坐标轴系，均为右手笛卡尔直角坐标系（见图1）。
图1 笛卡尔直角坐标系 图2 车体坐标系
地面坐标系O d X d Y d Z d
此坐标系固连于大地。原点O d 在地面上的某点；轴Z d 铅垂向上；轴X d 、Y d 为水平。
车体坐标系O t X t Y t Z t
此坐标系固连于车体。原点O t 在车体质心；轴Z t 在车体纵对称面内，指向上；轴X t 、Y t 为水平，且轴X t 平行于车体基准纵轴，指向后（见图2）。
结构坐标系O j X j Y j Z j
此坐标系固连于车体，原点O j 可选择在车体纵轴前端点或后端点，所有坐标轴的指向，同车体坐标系。
附录D 各种运行速度列车空气阻力系数Cx 允许最大值
空气动力学拉法尔结构实验
空气动力实验 报告 拉阀尔喷管沿程M数分布试验及 二维斜激波前后气流参数测量试验 北京航空航天大学流体力学研究所 2008年8月
拉法尔喷管沿程M 数分布试验指导书 一. 实验目的： 了解暂冲式超音速风洞的基本工作原理，掌握拉伐尔喷管产生超音速的流动特性，根据沿拉法尔喷管各截面静压的测量值，确定沿喷管的M 数分布。 二. G1超音速风洞系统工作原理： 图1为G1超音速风洞系统原理图，G1超音速风洞是由气源和洞体两大部分组成。 气源部分由空气压缩机、油水分离器、单向阀、纯化器和储气罐组成。特别需要指出的是，气体经拉阀尔喷管到实验段是一个膨胀加速过程，气体到达实验段时的温度和密度会很低，此时若空气中含有水分和油的话，水汽就会凝结从而影响试验的精确性，而油分会增加这种凝结的危险性。所以油水分离器是超音速风洞致关重要的一个装置。 G1超音速风洞洞体部分由调压阀、稳定段、拉阀尔喷管、实验段、第二喉道和扩压段组成。 1. 调压阀：由于压缩空气不断的从储气罐中流出，气罐内的压力就要不断地下降，为了保证稳定 段内的总压P 0不变，使用调压阀调节气流的流通面积，使其逐步开大来满足稳定段总压的恒定。 2. 稳定段：经调压阀进入稳定段的气流是及不均匀的，气流中有许多旋涡存在。稳定段的作用就 是对这些不均匀气流进行调整。由于稳定段的截面尺寸是风洞洞体中最大的，因此气流进入稳定段后流速降低，另外稳定段内还装有蜂窝器和阻尼网，其作用是粉碎气流中的大旋涡从而使气流均匀。 3. 拉阀尔喷管：拉阀尔喷管是超音速风洞产生超音速气流的关键部件，见图1，它是一个先渐缩后 渐扩的管道装置，喷管的最小截面称为喉道，在喉道处气流达到音速。对于定常管流，流过任一个截面的流体质量都是相等的，即，)(常数C vA =ρ，式中密度ρ、速度v 和截面A 处于流 管同一截面内，对C vA =ρ式取对数，再微分，得： 0=++ A dA v dv d ρρ ， （2-1） 由定常一维流动的欧拉运动方程： ρ/dp vdv -= （2-2）
空气动力学的历史
Aerodynamics History（空气动力学历史） 袁亚 011010836 摘要：空气动力学是一门比较年轻的科学，主要研究物体主要是飞行器在空气中的运动特性的一门科学。本文深入浅出，为读者介绍了空气动力学的历史，让大家对这门重要的科学有一些更深刻的认识。本文正文是摘要自：Aircraft Design:Synthesis and Analysis，中文名《飞机设计：综合与分析》 关键词：空气动力学Aerodynamics 引言： 关于空气动力学的传说： The dream was the subject of great myths and stories such as that of Icarus and his father Daedalus and their escape from King Minos' prison on Crete. Legend has it that they had difficulty with structural materials rather than aerodynamics 梦想的主题是伟大的神话故事：伊卡洛斯和他的父亲代达罗斯逃离克里特岛 米诺斯王的监狱那样，据说，他们在结构材料结构上有困难，而不是在空气动力 学上。（译者注：说明那个时候这对父子已经掌握了空气动力学的基本知识）Legends of people attempting flight are numerous, and it appears that people have been experimenting with aerodynamics for thousands of years. Octave Chanute, quoting from an 1880's book, La Navigation Aerienne, describes how Simon the Magician in about 67 A.D. undertook to rise toward heaven like a bird. The people assembled to view so extraordinary a phenomenon and Simon rose into the air through the assistance of the demons in the presence of an enormous crowd. 人们试图飞行的传说是众多的，而且看来，几千年历来人们一直在试验与空 气动力学的原理。Octave Chanute，引用来自1880的书，La Navigation Aerienne，介绍了在大约公元67年魔术师西蒙如何向一只鸟一样进行了上升到天堂。人们聚 集在一起观看如此特殊的现象，通过了现场恶魔的帮助西蒙上升到了空气中…… 正文
空气动力学实验之二元翼型测压实验
空气动力学实验之 二元翼型测压实验 班级 姓名 实验日期 指导教师
一、实验目的 1.了解低速风动的基本结构和熟悉风洞实验的基本原理。 2.熟悉测定物体表面压强分布的方法。 3.复习巩固空气动力学的相关知识。 3.测定NACA0012翼型的压力分布并计算其升力系数Cy ，掌握获得机翼气动特性曲线的实验方法。 二、实验设备及工作原理简介 1.测定翼型表面压力 在翼型表面上各测点垂直钻一小孔，各孔成锯齿状分布，小孔底与埋置在模型内部的细金属管相通，小管的一伸出物体外，然后再通过细橡皮管与多管压力计上各支管相接，各测压孔与多管压力计上各支管都编有号码，上表面为1号-14号，下表面为15号-27号，于是根据各支管内的液面升降高度，立刻就可判断出各测点的压强分布。 2.压力系数的计算 通过测压，可以得到翼型在给定迎角下的压力分布，（采用无黏流理论）根据伯努利方程： 2 22 121∞∞+=+v p v p i ρρ 可得压力系数q p p C p ∞-= ,其中2 2 1∞∞=v q ρ 本实验利用水排测压得 h g p p p ?=-=?∞ρ
3.升力系数计算 根据计算得出压力系数Cp,利用Matlab做出压力系数Cp与测压点分布位移X的图像，并分别拟合上下表面的压力分布曲线，通过对上下表面的压力分布曲线的所夹面积进行积分，其值除以弦长L可得出翼型的升力系数Cy。在不同的迎角α下，可分别求出翼型的升力系数，由此绘制翼型NACA0012的升力系数分布图，再与标准升力系数图比较，分析实验结果。 三．实验步骤 1.检查实验设备并进行人员分工。 2.记录实验环境下的温度与大气压。 3.安装翼型模型，并调整迎角为 ?0。 4.调整多管压力计液柱的高低，记下初读数0 h。 5.开风洞调到所需的风速,本实验对应的来流风速为25m/s。 6.当多管压力计稳定后，记下液柱末读数i h。 7.关闭风机等待测压液柱回复，依次将翼型迎角调整到 ? 1? 3? 5和? 7重复实验。 8. 关闭风洞，整理实验场地，将记录交老师检查。 9. 整理实验数据，写好实验报告。 四．实验数据及处理 1.实验环境数据： 实验室温度（C?）大气压强（Pa）空气密度（kg/3m） 12 98010 1.225
汽车空气动力学
随着高速公路的发展，燃油价格的上涨以及越发严格法规的颁布，对汽车的动力性、经济性、操纵稳定性和舒适性提出了越来越高的要求，这使得汽车空气动力学的研究成为汽车行业的重点研究方向之一。采用计算流体力学方法对其性能进行预测，相比风洞试验可以节约资金，缩短新车型开发周期。面对这种形势，本文针对车身设计提出了一种通过空气动力学性能分析来确定造型的工业设计方法，并对汽车三维外流场进行了数值模拟。本文首先阐述了轿车外流场数值模拟的整个过程，包括几何、物理模型的建立、湍流模型的选取、边界条件的添加等。所分析的模型选择某豪华轿车1:2实车模型，对实车模型作了如下简化：忽略车身外部突起物如后视镜、刮雨器等部分；没有考虑车轮影响；对车身底部做了简化，没有模拟车底真实的几何形状。为了节省计算耗费，只取实车模型沿纵向对称面的一半。利用FLUENT进行模型分析，得出车身表面压力分布图、压力场的流态显示，并计算了相应的阻力系数，从而较好地模拟了轿车的外流场，确定了车身空气动力学特性，并对模型在不同的边界条件下和不同的湍流模型下进行了比较和分析，为数值模拟的实用化做了一些有益的尝试。本文还详细论述了基于空气动力学的车身造型设计方法，以及其两条技术路线，积极探索空气动力学在车身造型中的具体应用，为车身设计提供了新的思路。最后得出结论，汽车空气动力特性的数值模拟可以辅助汽车设计师，在设计初步完成之后，对其进行流场的数值模拟，对设计提出改进意见，争取达到美学与空气动力性完美结合的程度。 汽车空气动力学主要是应用流体力学的知识，研究汽车行驶时，即与空气产生相对运动时，汽车周围的空气流动情况和空气对汽车的作用力(称为空气动力)，以及汽车的各种外部形状对空气流动和空气动力的影响。 自从世界上有了第一辆汽车以后，德国就在航空风洞中进行了车身外形实验研究。后来德国人贾莱·克兰柏勒提出前圆后尖的水滴状最小空气阻力造型设计方案，从而找到了解决形状阻力的途径。美国人W．Elay 于1934年用风洞测量了各种车身模型的空气阻力系数。法国人J．Andreau则提出了汽车表面压差阻力的概念，并研究了侧风稳定性。2O世纪40年代，另一位法国人L．Romani对诱导阻力进行了研究。6O年代初，英国人white通过风洞实验提出了估算空气阻力系数的方法。到7O年代，汽车空气动力学才真正成为一门独立学科。我国是在8O年代才较为系统地研究汽车空气动力学的。 目前世界上许多公司都在汽车空气动力学研究方面进行探索与竞争，并且大都实力雄厚、各有建树。美国几乎各大汽车公司都有自己的飞机制造子公司。通用有休斯飞机公司，克莱斯勒有湾流公司。苏联的伏尔加有一个27m2的风洞，最高风速1 20km／h。法国雷诺已经开展了计算机空气动力学的研究。西德大众最近也购得CDCgo00型计算机，其目的之一可能就是汽车空气动力学的摸拟。现在世界上计算空气动力学一流水平当属美国NASA。NASA在飞行器计算空气动力学方面拥有一流的学术、研究和应用水平,并且在不断更新其巨型机。许多高超音速空气动力试验无法进行，就用计算机进行摸拟。 我国汽车工业由于近年来开始生产轿车才开始了汽车空气动力学的研究。当前的主要任务应该是抓住太好时机，建立起我国自已的汽车空气动力学研究，试验、设计的综合系统，争取国家及有关高等院校科研单位的支持，建立相应的开放实验室，争取第一流的专家及广泛的国际交流。开放实验室主要进行汽车空气动力学的计算机摸拟、外形的空气动力学优化设计及相关的并行软、硬件，计算数学的研究。其中轿车的空气动力学摸拟与优化必将太大加快新车型的开发速度，以提高产品在世界市场的竞争力，并为我国产品参与世界市场竞争创造一个开放的高水乎研究环境。在空气动力学的研究、应用的世界范围的角逐
空气动力学与飞行原理基础执照考题
M8空气动力学基础及飞行原理 1、绝对温度的零度是(C) A、-273℉ B、-273K C、-273℃ D、32℉ 2、空气的组成为(C) A、78％氮，20％氢和2％其他气体 B、90％氧，6％氮和4％其他气体 C、78％氮，21％氧和1％其他气体 D、21％氮，78％氧和1％其他气体 3、流体的粘性系数与温度之间的关系是?(B) A、液体的粘性系数随温度的升高而增大。 B、气体的粘性系数随温度的升高而增大。 C、液体的粘性系数与温度无关。 D、气体的粘性系数随温度的升高而降低。 4、空气的物理性质主要包括(C) A、空气的粘性 B、空气的压缩性 C、空气的粘性和压缩性 D、空气的可朔性 5、下列不是影响空气粘性的因素是(A) A、空气的流动位置 B、气流的流速 C、空气的粘性系数 D、与空气的接触面积 6、气体的压力
、密度<ρ>、温度
空气动力学
空气动力学 科技名词定义 中文名称：空气动力学 英文名称：acerodynamics;aerodynamics 定义1：流体力学的分支学科，主要研究空气运动以及空气与物体相对运动时相互作用的规律，特别是飞行器在大气中飞行的原理。 所属学科：大气科学（一级学科）；动力气象学（二级学科） 定义2：研究空气和其他气体的运动以及它们与物体相对运动时相互作用规律的科学。 所属学科：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 百科名片
同名书籍 空气动力学是力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。 目录
编辑本段 1．动量理论 推导出作用在风机叶轮上的功率P和推力T（忽略摩擦阻力）。 由于受到风轮的影响，上游自由风速V0逐渐减小，在风轮平面内速度减小为U1。上游大气压力为P0，随着向叶轮的推进，压力逐渐增加，通过叶轮后，压力降低了ΔP，然后有又逐渐增加到P0（当速度为U1时）。 根据伯努力方程 H=1/2（ρv2）+P (1) ρ—空气密度 H—总压 根据公式（1）， ρV02/2+P0=ρu2/2+p1 ρu12/2+P0=ρu2/2+p2 P1-p2=ΔP 由上式可得ΔP=ρ（V02- u12）/2 (2) 运用动量方程，可得作用在风轮上的推力为： T=m(V1-V2) 式中m=ρSV,是单位时间内的质量流量 所以：T＝ρSu（V0-u1） 所以：压力差ΔP＝T/S=ρu（V0-u1） 由（2）和（3）式可得： u＝1/2[（V0-u1）] (4) 由（4）式可见叶轮平面内的风速u是上游风速和下游风速的平均值，因此，如果我们用下式来表示u。 u=(1-a)*V0 (5) a 称为轴向诱导因子，则u1可表示为： u1=(1-2a)*V0 (6)
最新空气动力学考试题与答案
(1~6) 一、概念 1、理想流体：忽略粘性的流体。 2、粘性：当流体各流层间发生相对滑移时，流体内部表现出阻碍这种相对滑移的性质。 3、完全气体：忽略气体分子的体积，忽略分子间引力和斥力，忽略碰撞完全弹性。 4、等温压缩系数：在可逆定温过程中，压力每升高一个单位体积的缩小率。 5、绝热压缩系数：在可逆绝热过程中，压力每升高一个单位体积的缩小率。 6、热胀系数：在准平衡等压过程中，温度每升高一个单位体积的膨胀率。 7、功率系数：风（空气）实际绕流风机后，所产生的功率与理论最大值P max=1/2ρV02A之比。 8、贝兹极限：功率系数的最大值，其数值为0.593。 9、弦长：前、后缘点所连接直线段的长度。 10、骨架线（中轴线）：风力机叶片截面上内切圆圆心的连线。 11、弯度、最大弯度：中轴线与几何弦长的垂直距离称为弯度；中轴线上各点弯度不同，其中最大值为最大弯度。 12、拱度、最大拱度：截面上弦的垂线与轮廓线有两个交点，这两个交点之间的距离称为拱度；截面上弦的垂线上的拱度不同，其中最大值为最大拱度。13、NACA4412：“NACA”，美国航空总局标志；第一个“4”，表示最大弯度出现在弦上距前缘点4/10弦长处；第二个“4”，表示最大弯度为弦长的4%；“12”表示最大拱度为弦长的12%。 14、简述绕流翼型产生升力的原因。 无穷远处均匀来流，绕流如图所示翼型，在尾部锐缘点处产生一个逆时针的漩涡，均匀来流无涡，因此在翼型表面形成一个与尾涡大小相当，方向相反，顺时针漩涡，使上表面流速加快，下表面流速减慢，由伯努利方程，上表面流速减慢，压力增大，上下表面压差产生升力。 15、写出理想流体的伯努利方程（不计重力），并说明其物理意义。 P+1/2ρV2=常数（P/ρ+1/2=常数） 物理意义:流体压力势能与动能之间相互转化，二者之和守恒。 16、简述风能本身及当前风力发电产业链的优缺点。 风能本身优点：清洁、可再生、无污染、分布广 缺点:过于分散、难于收集、稳定性差 风力发电产业链优点：可再生、分布广 缺点：过于分散、难于集中与控制、稳定性差、使用寿命短、成本高17、风力机叶轮转速是多少？20~50r/min 励磁电机转速是多少？1000r/min、1500r/min、3000r/min 如何实现变速？通过变速齿轮箱来实现 二、图表分析与简答。 1、P27 图4.4 推力系数C T关于a=0.5对称。当a=0.5时，C T取最大值，C Tmax=1;当a=0或1时，C T取最小值C Tmin=0;功率系数C p在a≈0.33时，取最大值，C pmax≈0.59
标准飞机模型空气动力测量实验指导书
《低速风洞标准飞机模型测力实验》 实验指导书 空气动力学与风洞实验室 2007年6月
低速风洞标准飞机模型测力实验 一．实验目的： 标准飞机模型测力实验是测量作用在标准飞机模型上的空气动力和力矩，为确定飞机气动特性提供原始数据。本次实验仅做标准飞机模型纵向实验，即实验时侧滑角β=0?。改变攻角，测量纵向三个分量（升力、阻力和俯仰力矩）系数C L、C D和M Z随攻角α的变化规律。 二．实验设备及其工作原理简介： 1）风洞：是产生人工气流的设备，本次实验所用风洞为开口回流式风洞，如下图所示。 其主要组成部分为实验段、扩压段、拐角和 导流片、稳定段、收缩段以及动力段。 实验段截面为椭圆面，其入口长轴为102cm，短轴为76cm，出口处长轴为107cm，短轴为81cm；实验段全长2m；实验段的最大流速为40m/s；紊流度为0.3%；实验段模型安装区内，速压不均匀度'3%。其上游收缩段的收缩比为8.4。 D1风洞采用可控硅控制无级调速；配置有尾撑式α—β机构及内式六分量应变天平。2）六分量应变天平：是是一种专用的测力传感器。用于测量作用在模型上的空气动力 的大小。所谓六分量是指该天平能测量升力、阻力、侧力、俯仰力矩、偏航力矩和滚转力矩。它由应变片、弹性元件、天平体和一些附件组成。 应变天平是一种将机械量转变为电量输出的专用设备。它是运用位移测量原理，利
用天平的变形来测量外力大小。将应变片贴在天平弹性元件上，弹性元件上的应变与外力大小成比例，应变片连接组成测量电桥，接入测量线路中，即可测出力的大小。应变天平在测量过程中的参量变化过程如下： → →ε ? → ? V U R → P? 其中： P—天平弹性元件上承受的气动力。 ε—在气动力P的作用下弹性元件上的应变。 ?—贴在弹性元件上的应变片在弹性元件 R 产生应变ε的情况下产生的电阻增量。 ?而引起的 ?—由应变片产生的电阻增量R U 测量电桥产生的输出电压增量（mV）。 ?—检测仪器所指示的读数增量（V）。 V 右图为一六分量应变天平测量电桥示意图。图中 标有号码处为粘贴有电阻应变片的天平元件。例 如号码1、2、3、4为天平升力元件的四个电阻 阻值相等的应变片，它们构成了一个全桥电路。 当天平升力元件受载后，在电桥AC端将会有电 压信号?U输出，该信号?U将被引入信号放大器。 3）信号放大器（GDA—10）： 其功用是将来自于天平各分量电桥的微小电压输出放大到能被计算机接受的电压值。 4）A/D模数转换数据采集板：由于计算机只能处理数字信号，而天平各分量的输出信号是模拟信号，因此须先用A/D模数转换数据采集板将天平输出的模拟信号转换成数字信号，方能由计算机对采集的信号数据进行处理。 5）计算机：通过已有程序软件对标准飞机模型的测力进行过程控制、数据采集和后处理。 6）标准飞机模型：机翼面积S=0.0184688（m2）；翼弦b=0.09133（m）；翼展l=0.2875（m）；
空气动力学试验指导书
空气动力学实验指导书 零质量射流形成机理实验 一实验目的 1）学习和了解零质量射流的流场结构和形成机理 2）学习和掌握粒子图像激光测速仪的测试技术 二实验仪器和设备 1）零质量射流发生装置 由信号发生器、功率放大器、扬声器或压电陶瓷片、共振空腔和射流出口组成，实验中可研究驱动信号的波形、频率、射流出口形状对零质量射流形成的影响等。信号发生器具有波形任意给定，相位、频率、幅值精确可调的特点，输出信号经功率放大器放大来驱动扬声器振动膜或压电陶瓷片产生有规律的振动，将共振空腔内的空气吸入和挤出射流出口形成一系列涡环，从而产生单方向的射流。共振空腔和射流出口的几何参数设计和振动膜振动的规律决定了零质量射流的流场特性。可针对不同的教学目的设计制作两到三种形式的零质量射流发生器，以期获得最佳的实验效果。 2）二维粒子图像激光测速仪 由高分辨率的PIV-CCD（1K×1K）、图象采集板、同步器、50mJ的双脉冲激光器、片光发生组件、激光传输导臂、基于Windows NT操作平台的控制和测试软件组成。为了使该测速仪适合测试零质量射流流场，需要更换和购置的设备有：消球差变焦光学MICRO-CCD镜头（F-Mount）；数字示波器用来实时监视和测量驱动信号波形和相位并配合同步器进行锁相位流场测试实验；激光传输导臂可以灵活的传输和改变激光片光的入射点以及片光的扩散角，并可空间旋转片光平面以满足瞬态流场测试的需要。 三实验原理与方法 应用现代先进的瞬态流场测试技术粒子图像激光测速系统（PIV）可以在极短的时间内（可小于1个微秒）“冻结”流场结构；测得零质量射流的非定常瞬态流场，以及不同时刻流场的发展和演化过程。验证和演示零质量射流由一系列涡环组成，涡环之间的相互诱导作用是形成零质量射流的机理。 四实验步骤 1）开启零质量射流激振器； 2）开启脉冲激光器，调整激光片光平面在射流出口的中心位置上； 3）在射流出口附近播撒烟雾粒子； 4）调整CCD相机的聚焦平面在激光平面上以得到清晰的粒子图像；
空气动力学期末复习试题
第一章 一：绪论；1.1大气的重要物理参数 1、最早的飞行器是什么？——风筝 2、绝对温度、摄氏温度和华氏温度之间的关系。——9 5)32(?-T =T F C 15.273+T =T C K 6、摄氏温度、华氏温度和绝对温度的单位分别是什么?——C F K 二：1.1大气的重要物理参数 1、海平面温度为15C 时的大气压力为多少？——29.92inHg 、760mmHg 、 1013.25hPa 。 3、下列不是影响空气粘性的因素是(A) A 、空气的流动位置 B 、气流的流速 C 、空气的粘性系数 D 、与空气的接触面积 4、假设其他条件不变，空气湿度大(B) A 、空气密度大，起飞滑跑距离长 B 、空气密度小，起飞滑跑距离长 C 、空气密度大，起飞滑跑距离短 D 、空气密度小，起飞滑跑距离短 5、对于音速．如下说法正确的是: (C) A 、只要空气密度大，音速就大 B 、只要空气压力大，音速就大 C 、只要空气温度高．音速就大 D 、只要空气密度小．音速就大 6、大气相对湿度达到（100％）时的温度称为露点温度。 三：1.2 大气层的构造；1.3 国际标准大气 1、大气层由内向外依次分为哪几层？——对流层、平流层、中间层、电离层和散逸层。 2、对流层的高度．在地球中纬度地区约为(D) A 、8公里。 B 、16公里。 C 、10公里。 D 、11公里 3、现代民航客机一般巡航的大气层是（对流层顶层和平流层底层）。 4、云、雨、雪、霜等天气现象集中出现于（对流层）。 5、国际标准大气指定的依据是什么？——国际民航组织以北半球中纬度地区大气物理性质的平均值修正建立的。 6、国际标准大气规定海平面的大气参数是(B) A 、P=1013 psi T=15℃ ρ=1、225kg ／m3 B 、P=1013 hPA 、T=15℃ ρ=1、225 kg ／m3
空气动力学经典题目
空气动力学基础及飞行原理笔试题 1绝对温度的零度是： C A -273℉ B -273K C -273℃ D 32℉ 2 空气的组成为 C A 78％氮，20％氢和2％其他气体 B 90％氧，6％氮和4％其他气体 C78％氮，21％氧和1％其他气体 D 21％氮，78％氧和1％其他气体 3 流体的粘性系数与温度之间的关系是? B A液体的粘性系数随温度的升高而增大。 B气体的粘性系数随温度的升高而增大。 C液体的粘性系数与温度无关。 D气体的粘性系数随温度的升高而降低。 4 在大气层内，大气密度： C A在同温层内随高度增加保持不变。 B随高度增加而增加。 C随高度增加而减小。 D随高度增加可能增加，也可能减小。 5 在大气层内，大气压强： B A随高度增加而增加。 B随高度增加而减小。 C在同温层内随高度增加保持不变。 C随高度增加可能增加，也可能减小。 6 增出影响空气粘性力的主要因素 B C A空气清洁度 B速度梯度 C空气温度 D相对湿度 7 对于空气密度如下说法正确的是 B A空气密度正比于压力和绝对温度 B空气密度正比于压力，反比于绝对温度C空气密度反比于压力，正比于绝对温度 D空气密度反比于压力和绝对温度 8 “对于音速．如下说法正确的是” C A只要空气密度大，音速就大” B“只要空气压力大，音速就大“ C”只要空气温度高．音速就大” D“只要空气密度小．音速就大” 9 假设其他条件不变，空气湿度大： B A空气密度大，起飞滑跑距离长B空气密度小，起飞滑跑距离长 C空气密度大，起飞滑跑距离短 D空气密度小，起飞滑跑距离短 10一定体积的容器中。空气压力 D A与空气密度和空气温度乘积成正比 B与空气密度和空气温度乘积成反比
空气动力学实验报告
NACA0012翼型气动特性分析报告 报告人： 一、引言 现在，无论是我国还是世界上其他国家，都把航天事业的发展放到了重要的 位置，因此航天事业的发展可以说是非常的火热的，在这样的大背景下，我国更 应该加大发展力度，要保持在世界上的先进，将就必须从航天领域的大学生抓起。 因此老师知道我们进行了这次NACA0012翼型气动特性的实验，从大处说是为 了国家，从小处说也是为了我们莘莘学子，因此这次的实验是非常有意义的。 这份报告主要研究的是NACA0012翼型的气动特性，包括理论分析求出一 份气动特性，实验又得出一份气动特性，并将这两者比较观察实验值和理论值之 间是否有差异，差别有多大，并分析其中的原因，得出结论。 在具体进行之前首先要引入翼型的定义，翼型就是平行于机翼根部的剖面线 剖切机翼得到的剖面。而翼型的气动特性主要包括翼型表面压强分布，升力系数， 力矩系数。 这份报告的主要目的是，1、通过翼型求流函数和验证翼型本身是一条流线。2、通过理论分析求出翼型的气动特性。3、通过实验数据求翼型的气动特性。4、 分析这其中的差距及其原因。5、通过这次报告的写作，体验数据处理的具体过程。 二、实验过程： 该实验是在风洞中，用20m/s的速度吹NACA0012翼型，在翼型上布置27 个点，用管子将这27个点连接到排管上，通过排管中水柱的高度可得出各点处 的压强分布。变换不同的迎角（0 2 4 6 8 10 20），分别进行实验，记录排管中水 柱的高度。实验过程中的图片如下： 本来这儿有四张实验过程的图片，但加入图片后是文件过大无法发送，所以 将图片删除。 实验数据： hb=[3.8 4 3.8 3.78 3.8 4.05 3.82 3.88 3.85 3.9 3.85 3.8 3.95 3.8 3.82 3.95 3.85 3.9 3.8 3.85 3.85 3.8 3.8 3.87 3.89 3.81 3.9 3.85];静止时各点水柱高度。 h0=[4.2 4.58 7.32 7.68 7.7 7.78 7.6 7.3 7.4 7.3 7.1 6.95 6.72 6.7 6.52 6.6 6.8 6.81 6.85 6.92 7.22 7.42 7.5 7.61 7.65 7.52 7.5 6.48];有速度迎角为0时水柱高度（以下相同）。 h2=[4.15 5.5 8.7 8.8 8.65 8.3 8.28 7.85 7.7 7.65 7.35 7.28 6.85 6.75 6.62 6.55 6.62 6.7 6.71 6.8 7 7.1 7.12 7.15 6.98 6.55 6.25 5.15]; h4=[4.15 7.1 10.7 10.15 9.5 9 8.7 8.35 8 7.75 7.45 7.22 6.92 6.82 6.6 6.5 6.6 6.62 6.7 6.85 6.8 6.88 6.8 6.7 6.4 6 5.2 4.3]; h6=[4.1 8.7 12.1 11.2 10.3 9.68 9 8.6 8.18 7.7 7.48 7.22 6.9 6.7 6.6 6.55 6.6 6.6 6.62 6.65 6.7 6.68 6.52 6.35 6.05
空气动力学复习资料
空气动力学复习 一、基本概念 1 粘性 施加于流体的应力和由此产生的变形速率以一定的关系联系起来的流体的一种宏观属性，表现为流体的内摩擦。 以气体为例，气体分子的速度是由平均速度和热运动速度两部分叠加而成，前者是气体团的宏观速度，后者决定气体的温度。若相邻两部分气体团以不同的宏观速度运动，由于它们之间有许多分子相互交换，从而带来动量的交换，使气体团的速度有平均化的趋势，这便是气体粘性的由来。 2 压缩性 流体的压缩性是流体质点在一定压力差或温度差的条件下，其体积或密度可以改变的性质。其物理意义是：单位体积流体的体积对压强的变化率。 气体流速变化时，会引起气体的压强和密度发生变化。在低速气流中，由于气流速度变化而引起的气体密度的相对变化量很小，可以把气体看作不可压缩流体来处理；高速气流压缩性的影响不能忽略，必须按可压流体来处理。一般0.3Ma作为气体是否可压的分界点。 3 理想气体 忽略气体分子的自身体积，将分子看成是有质量的几何点；假设分子间没有相互吸引和排斥，即不计分子势能，分子之间及分子与器壁之间发生的碰撞是完全弹性的，不造成动能损失。这种气体称为理想气体。 严格遵从气体状态方程的气体，叫做理想气体(Ideal gas.有些书上，指严格符合气体三大定律的气体。）从微观角度来看是指：气体分子本身的体积和气体分子间的作用力都可以忽略不计，不计分子势能的气体称为是理想气体。 4 焓 热力学中表征物质系统能量的一个重要状态参量，焓的物理意义是体系中热学能（内能）再附加上PV（压能）这部分能量的一种能量。 5理想流体 不可压缩、不计粘性（粘度为零）的流体。欧拉在忽略粘性的假定下，建立了描述理想流体运动的基本方程。理想流体和理想气体是两个不同的概念，前者指流体没有粘性，后者指气体状态参量满足气体状态方程的气体。 6 音速 音速是介质中弱扰动的传播速度，其大小因媒质的性质和状态而异。在流动的气体中，相对于气流而言，微弱扰动的传播速度也是声速。在温度T不为常数的流场中，各点的声速是不一样的，与某一点的温度相当的声速称为该点的“当
空气动力学试验指导书-南京航空航天大学精品课程
空气动力学实验指导书 大攻角飞行器侧向力产生机理实验 一实验目的 1）大攻角细长旋成体前体非对称涡系及其侧向力控制，是航空航天领域中的重要而经典的研究课题。作为飞行器设计和流体力学专业的学生，学习和了解本学科的前沿课题是十分必要的。通过实验，了解细长旋成体在大攻角时侧向力的变化特性，特别是要明白侧向力产生的物理机制以及如何控制侧向力等重要问题。 2）学习和掌握风洞模型测力实验 二实验仪器和设备 1）1米低速风洞回流风洞 细长旋成体模型的试验，是在南京航空航天大学空气动力学系非定常回流低速风洞进行。该风洞是国内首座非定常风洞，通过水平并列旁路加上非定常流动控制机构实现试验段的非定常流场。在作为定常风洞使用时具有低湍流度（0.05%）、低噪声（75dB）等特点。开口实验段为矩形1.5×1米，实7验段长度1.7米，湍流度0.5‰，最大风速是30米/秒，最低稳定风速为0.5米/秒。风洞整体布局见图-1。 2）模型姿态角控制系统 模型姿态角控制系统由系统底盘、水平圆盘转台、弯刀支架、齿轮减速箱、步进电机和驱动器以及控制计算机组成。由步进电机通过齿轮减速箱驱动圆盘转台、弯刀支架做旋转运动，两者的旋转中心与天平的校心重合。该系统可分别和同时改变迎角α和侧滑角β，其控制精度优于2′，迎角α可做360o旋转，侧滑角β变化范围在-8o～30o。内置式天平通过天平杆固定在弯刀支架上，如图-2所示。 3）细长旋成体模型（小模型，用于1米低速风洞试验） 低速风洞测力模型的前段为尖拱型的锥柱体，长细比为2，后段为等直径段圆柱体（D=62mm），模型全长L=700mm，长细比L/D=11.3，模型采用硬铝材料加工。模型采用尾支撑方式，模型后段内部装有外径为24mm的六分量测力天平及天平尾撑杆，并通过弯刀支架安装在圆盘转台上，转台由步进电机驱动可做360o水平旋转，用来改变模型的攻角。 4）压力传感器 在模型X／D=3.2，周向角φ=±120o处开了两个内径为1mm的静压孔。在模型内部装
空气动力学
基于空气动力学的车身设计方法 14车辆卓越雷方龙1408032214 现如今工业技术急速进步，为汽车工业发展创造了良好的契机，汽车变得越来越普及、越来越高速，由此车身空气动力学曲线问题得到诸多研究人员的热点关注。 众所周知，车速越快阻力越大，空气阻力与汽车速度的平方成正比。如果空气阻力占汽车行驶阻力的比率很大，会增加汽车燃油消耗量或严重影响汽车的动力性能。据测试，一辆以100km/h速度行驶的汽车，发动机输出功率的80%将被用来克服空气阻力，减少空气阻力，就能有效地改善汽车的行驶经济性。如图1为空气流动对汽车的各方面影响。 图1 自卡尔·本次在1886年发明生产出世界上第一辆汽车起，汽车已有了百年的发展历史。从汽车造型角度而言，自最初的马车型汽车(无空气动力学阶段)，到现如今的复合型汽车(空气动力学高度化阶段)，车身空气动力学曲线发展收获了显著的成效[1]。车身空气动力学一方面重要影响着汽车的各式各样关键性能，好比动力性能、安全性能、环保性能以及经济性能等，另一方面也重要影响着汽车的外观转变及审美发展潮流。随着社会经济发展，人们生活水平日益改善，人们对于出行必备交通工具汽车的性能要求愈来愈高，汽车生产商对于车辆的气动特征也越来越关注，气动性能的好坏以转变成汽车行业竞争的关键因素。 汽车在行驶中由于空气阻力的作用，围绕着汽车重心同时产生纵向，侧向和垂直等三个方向的空气动力量，对高速行驶的汽车都会产生不同的影响，其中纵向空气力量是最大的空气阻力，大约占整体空气阻力的80%以上。
一、在研究汽车空气动力学的过程中的三种方法。 （1）、理论研究方法理论研究方法通过抓住所分析问题的主要影响因素，抽象出合理的简化理论模型，并根据总结出来的相关物理定律和有关介质性质的试验公式来建立描述介质运动规律的积分或微分方程。然后利用各种数学工具及相应的初始、边界条件解出方程组，通过对解分析来揭示各种物理量的变化规律，包括将它与实验或观察资料对照，确定解的准确度和适用范围。 （2）、数值计算研究方法由于数学发展水平的局限，理论研究只能建立较为简单的近似模型，无法完全满足研究更复杂更符合实际的气流的要求。于是近年来出现了依托快速电子计算机进行有效数值计算的方法CFD，其中包括有限元法、有限差分法等，它属于汽车计算机辅助空气动力学CAA的设计范畴，并已成为与理论分析和实验并列或具有同等重要性的研究方法。其优点是能够用来预测或解决一些理论及实验无法处理的复杂流动问题，取代部分实验环节，省时省工。但它要求事前对问题的物理特性有足够的理解，提炼出较精确的数学方程及相应的初始、边界条件等。但这些都离不开试验和理论方法的支持，并且数值方法通常无法直接反映同类问题中有普遍指导意义的结论或规律。 （3）、试验研究方法试验研究方法在空气动力学研究中占有重要地位，如风洞试验法、道路试验法。它使人们能在与所研究问题相同或相近条件下进行观测，提供建立运动规律及理论模型的依据，检验理论或计算结果的准确性、可靠性和适用范围，其作用是不可替代的。但试验方法受限于试验手段、设备和经费等物质条件，甚至有些问题尚无法在实验室中进行研究。 理论、数值计算和试验三种方法相互促进，彼此影响，取长补短从而推动汽车空气动力学的不断发展。 二、轿车外形设计的两种方法 （1）、局部最优化方法。基本思路是在满足功能、工艺学、人机工程学、安全法规以及美学造型等方面的要求下设计出汽车车身造型，然后再进行空气设计程序。此方法的优点是：操作简单，在流线型较差的车上有较好的效果。通过对原始模型仿真，从结果中得出某细节修改的模型，再重新进行仿真分析。像这样循环反复，最终达到自己预期的目标。这种方法在现实设计中运用广泛。 （2）、整体最优化方法。整体最优化是基于空气动力学原理，在汽车造型设计初期获得极佳的气动特性的理想外形，接着再根据功能结构需求，调整集合的局部外形，使其满足人机工程学、国家安全法规等各个必要因素的汽车[1]。所以，对于这种汽车的空气动力学设
高速列车空气动力学动模型试验
高速列车空气动力学动模型试验 T约翰逊 摘要 AEA技术轨道动模型试验台是一个用来研究与评价高速列车在明线和隧道通过发射方式使列车模型沿150m长的测试轨道运行的装置，最高速度为305km/h。两平行轨道允许两列列车模型同时相向发射，以此来模拟列车交会效应。该装置适用于明线上的空气压力、隧道压力波，以及轨道间和平台上滑流空气速度的测量。 本文简要介绍了建造该试验台的原因，以及为了确保模型测试结果能够代表实车情况所需的技术要求，描述了该试验装置的工作原理，并且提供一些以前用该装置已经完成的研究案例插图。概述了该试验平台被引入研究铁路新的空气动力学要求的实用性。最后，介绍了该试验台未来在加快高速列车空气动力学领域发展的能力。 关键词：空气动力学，建模，测试，高速列车，压力，空气速度，隧道 引言 在20世纪80年代初，英国铁路研究组织认为需要一个移动的模型试验装置来研究铁路隧道空气动力学。原因是实车测试花费很大（现在依然是），需要复杂的规划，并且测试周期很长，属于劳动力密集型。此外，环境条件是不可控的，比如在恶劣的天气条件下，往往会使一天的测试失效，或者至少会对分析结果增加不确定性。最后，对于已经造好的列车和建好的基础设施的测试是有限的，限制了研究“可能性”设计潜力。尽管英国铁路组织在列车空气动力学方面所做的研究成果正在快速增加，但是完全排除实车测试的必要性只依靠理论研究和数值计算依然不能够充分研究空气动力学问题。 建立铁路空气动力学模型试验的技术要求：模型试验的雷诺数和马赫数必须足够的接近实车标准，以确保模型试验结果能代表实车情况。雷诺数确保了比例效应不重要，当列车进入隧道时，马赫数确保了压力波，表现在同一阶段作为其全尺寸当量。根据英国铁路研究人员丰富的风洞试验经验，众所周知，如果模型比例大于1/30时，雷诺数的影响将是很小的。列车马赫数，（即列车速度除以在空气中的声速），如果模型使用实车速度，那么其马赫数和实车也是相符合的（忽略外界对声速的影响）。最后，该试验装置列车模型比例为1/25（如果需要，可以更大），行驶速度为200km/h。最初的试验台是1988年建立的一个单一的发射轨道。 动模型（MMR）的发展始于1991年，最初欧洲和英国都是通过提高列车速度来推动其发展。MMR一个主要的扩展能力1992年完成的可以研究列车通过2个不同的分离轨道的二次发射轨道。达利和约翰逊在1999年对MMR未来的发展进行了详细的报道。
纸飞机地空气动力学
纸飞机的空气动力学 作者：Ken Blac…文章来源：https://www.360docs.net/doc/963233489.html,点击数：5666 更新时间：2007-2-4 4:41:01 如果图片太小，你可以在图片上面滚动鼠标滑轮来放大图片观察，也可以在图片上单击右键选择〔图片另存为〕保存图片到你的电脑上面再进行查看。 1.介绍 这里打算介绍关于纸飞机的空气动力学知识。如果你想全面了解为什么飞机能飞行，为什么有时坠毁，可以参阅我的《世界记录纸飞机》和《孩童纸飞机》中的任何一本书。本来打算在这里也用一个章节来写一些这方面的知识，但限于篇幅，不能写了。希望这些内容不会过于专业性，其中一些细节可能比较复杂，但大多数原则是很简单明了的。我的目标是高中生能理解大部分内容。我希望能在不久的将来在我的网站上放一个全面的空气动力学介绍 了解纸飞机和真正的飞机飞行的基本原理很重要。它们同样产生升力和拖力，并且同样会因此而稳定或不稳定。但纸飞机不但外形看上去和真飞机不同，它的空气动力原理也和真飞机有不同之处。这些不同点虽然不明显，但确实影响纸飞机的飞行。 2.为什么纸飞机很真飞机外形不同大多数真飞机有机翼、尾翼和机身（来承载飞行员和乘客）。大多数纸飞机只是将纸折出一对翅膀和一个手可以握住、投掷的部分。有以下几点理由来说明这种不同： 2.1 折纸时间 造成纸飞机和真飞机外形不同的主要原因是折纸飞机的人总想又快又简单地折出一个纸飞机。加一个机尾或其他部分总需要将纸折更多次，有时侯还可能需要剪刀、胶带或胶水。最简单的纸飞机就是一个飞行的
翅膀。 2.2不需要尾翼真飞机的水平尾翼有一个升降系统，飞行员可以通过旋转该系统使飞机抬头而缓慢飞行，或低头加速飞行。纸飞机通过将翅膀后端边缘的纸折起而达到上升缓慢飞行或下降加速飞行的目的。 有一些真飞机没有尾翼也能成功飞行。Northrop XB-35 and B-2、贺顿兄弟的滑翔机都是很稳定，很好的飞行器。许多人都以为飞机尾翼是必要的稳定器，但上面提到的飞机及成百万的纸飞机都证明没有尾翼飞机也能平稳。 飞机通过尾翼向前后不同的方向倾斜来保持飞机的稳定性。飞机只有在重心点上时才能保持平衡，而这个重心点会因承载的人员和货物的多少，甚至燃料的多少而前后移动。如果飞机的重心移到飞机的中点之后，飞机会不平稳，如果重心移到中点之前，又会过于平稳，需要更多的升力。升降系统安装在尾翼比在机翼上更有效。所以有尾翼的飞机比没有尾翼的飞机更好控制重心。纸飞机的重心不移动，所以不需要尾翼。 尾翼也用来在飞机向下俯冲减缓速度时保持平衡，纸飞机飞行不需要减缓速度，所以也不需要尾翼来帮助保持平衡。 真飞机通常还有一个垂直尾翼，用来帮助保持方向。这也叫方向稳定器。纸飞机机身（就是你手拿着进行投掷的地方）的作用类似于真飞机的这个方向稳定器。有时，将纸飞机的翅膀两端（翼尖）向上折有助于飞机的稳定。纸飞机的机身和翼尖共同起到了令飞机稳定的作用，所以不需要垂直尾翼。 2.3机翼的形状 纸飞机通常有短而粗的机翼，我们叫做“低”机翼。从翼尖到另一个翼尖的距离叫机翼跨度，从机翼前端到后端的距离叫弦度。跨度与平均弦度的比例就叫“展弦比”。它是机翼的一个重要的特征。 对于亚音速飞机，增加“展弦比”，（即增大跨度或减小弦度）会减小飞机