聚焦纹影显示技术在激波风洞的初步应用

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。振动测量系统包括美国NI公司的动态信号采集系统、PCB和Dytran公司的超小型精密加速度传感器以及德国Polytec公司的四台激光测振仪，可进行建筑物模型气动弹性试验。此外实验室还配备了高频底座天平、

铸造过程模拟仿真

铸造过程模拟仿真 1、概述在铸造生产中，铸件凝固过程是最重要的过程之一，大部分铸造缺陷产生于这一过程。凝固过程的数值模拟对优化铸造工艺，预测和控制铸件质量和各种铸造缺陷以及提高生产效率都非常重要。凝固过程数值模拟可以实现下述目的： 1）预知凝固时间以便预测生产率。 2）预知开箱时间。 3）预测缩孔和缩松。 4）预知铸型的表面温度以及内部的温度分布，以便预测金属型表面熔接情况，方便金属型设计。 5）控制凝固条件[1]。为预测铸应力，微观及宏观偏析，铸件性能等提供必要的依据和分析计算的基础数据。作为铸造工艺过程计算机数值模拟的基础，温度场模拟技术的发展历程最长，技术也最成熟。温度场模拟是建立在不稳定导热偏微分方程的基础上进行的。考虑了传热过程的热传导、对流、辐射、结晶潜热等热行为。所采用的计算方法主要有：有限差分法、有限元法、边界元法等；所采用的边界条件处理方法有N方程法、温度函数法、点热流法、综合热阻法和动态边界条件法；潜热处理方法有：温度回升法、热函法和固相率法。自丹麦Forsound于1962年第一次采用电子计算机模拟铸件凝固过程以来，为铸造工作者科学地掌握与分析铸造工艺过程提出了新的方法与思路，在全世界范围内产生了积极的影响，许多国家的专家与学者陆续开展此项研究工作。在铸造工艺过程中，铸件凝固过程温度场的数值模拟计算相对简单，因此，各国的专家与学者们均以铸件凝固过程的温度场数值模拟为研究起点。继丹麦人之后，美国在60年代中期开始进行大型铸钢件温度场的计算机数值模拟计算研究，且模拟计算的结果与实测温度场吻合良好；进入70年代后，更多的国家加入了铸件凝固过程数值模拟的研究行列中，相继开展了有关研究与应用，理论研究与实际应用各具特色。其中有代表性的研究人员有美国芝加哥大学的R.D.Pehlke教授、佐治亚工学院的J.Berry教授、日本日立研究所的新山英辅教授、大阪大学的大中逸雄教授、德国亚探工业大学的P.Sham教授和丹麦科技大学的P.N.Hansen教授等。我国的铸件凝固过程温度场数值模拟研究始于70年代末期，沈阳铸造研究所的张毅高级工程师与大连工学院的金俊泽教授在我国率先开展了铸造工艺过程的计算机数值模拟研究工作，虽然起步较晚，但研究工作注重与生产实践密切结合，取得了较好的应用效果，形成了我国在这一研究领域的研究特色[2]。 1988年5月，在美国佛罗里达州召开的第四届铸造和焊接计算机数值模拟会议上，共有来自10个研究单位的从事铸造凝固过程计算机数值模拟技术研究的专家和学者参加了会议组织的模拟斧锤型铸件凝固过程的现场比赛。由于该铸件在几何形状上属复杂类型，模拟计算有一定的难度。从比赛结果看，绝大部分的模拟结果与实际测温结果相吻合。此次比赛得出如下结论[8]： l）铸件凝固过程的计算机模拟达到了相当的水平，如三维自动刻分、三维模拟计算、三维温度场显示等，并产生了一些软件包，如日立公司的HICASS、丹麦的Geomesh、大阪大学的SOLAM及亚琛的CASTS等。 2）模拟计算的结果都接近实测，这说明有限差分、有限元和边界元这三种计算方法对温度场计算都能满足精度要求，同时也说明了铸件凝固过程温度场计算机模拟计算技术已趋成熟。

唯一的JF12超高音速激波风洞

唯一的JF12超高音速激波风洞 JF12高超声速激波风洞是专门针对高达五倍音速以上的超高速飞行器试验。 “据我所知，JF12高超声速激波风洞是当今世界唯一的，就连世界上的一些超级科技强国都没有，它的唯一不仅在于它所产生的流场区域很大、气流速度较高、试验时间很长，更重要的是它应用了最独特的爆轰驱动技术，它还克服了自由活塞驱动技术的弱点。你们应该为获得的可靠的高超声速试验数据感到十分骄傲。”这是国际上著名的激波管技术专家、国际激波研究院创始人高山和喜教授对JF12复现高超声速飞行条件激波风洞的高度赞誉。 5月14日，中科院组织的权威专家对JF12风洞进行验收。专家委员会都认为，这个项目是面向国家重大科技项目以及学科基础的研究需求，利用中科院力学所独创的反向爆轰驱动方法以及一系列的激波风洞创新技术而研制成功的国际首座可以复现25—40公里高空、马赫数5—9飞行条件、喷管出口直径 2.5米/ 1.5米、试验气体为洁净空气、试验时间超过100毫秒的高超声速激波风洞，而且它的整体性能在世界超级科技强国中都处于领先水平。而且该风洞具有高超声速飞行器试验的地面复现能力，因此为我国重大工程项目的关键技术突破以及高温气体动力学基础研究又提供了不可替代的试验手段。 “JF12激波风洞从概念、设计、加工、安装、调试、性能试验一直到现场测试，总共历时4年。中国项目组几经坎坷，几经艰辛，终于不辱使命，完成了这项艰巨的任务！”这是中科院力学所高温气体动力学国家重点实验室主任、国家重大科研装备研制项目组负责人姜宗林在JF12风洞验收通过以后的感慨。姜宗林告诉记者，民用飞机的飞行速度一般可以达Ma 0.8(即xx

MS82风洞试验技术研究(负责人林麒)

MS82 风洞试验技术研究（负责人：林麒） 8月27日下午地点：4层临4-10 时间编号报告题目报告人单位主持人 13:30 MS82-1700-I 运输机后体舱门开启流动特性试验研究胡汉东中国空气动力研究与发展中心杨希明 13:50 MS82-0056-O 一种改进的内埋武器高速风洞弹射投放实验方法宋威中国航天空气动力技术研究院 14:00 MS82-0690-O 大长细比模型高速风洞试验支撑干扰分析秦汉中国航天空气动力技术研究院 14:10 MS82-1330-O 翼身融合构型飞机跨声速风洞试验支撑干扰问题研究林榕婷中国商飞北研中心 14:20 MS82-1859-O 小展弦比飞翼低速大迎角支架干扰试验研究王延灵航空工业空气动力研究院白鹏 14:30 MS82-1860-O 风洞节流对其高亚声速特性影响试验研究秦红岗中国空气动力研究与发展中心 14:40 MS82-2136-O 倾转四旋翼无人机风洞虚拟飞行初步验证聂博文国防科技大学 14:50 MS82-2647-O 高速风洞中大型飞机常用支撑形式干扰特性研究李强中国空气动力研究与发展中心 15:00 MS82-2681-O 基于映像涡系法的闭口矩形实壁风洞洞壁干扰因子计算马洪雷中国航空工业空气动力研究院岳连捷 15:10 MS82-2761-O 弹性体模型风洞试验支撑系统虚拟振动试验研究张戈中国航空工业空气动力研究院 15:20 MS82-1850-O 导弹滑块电缆罩气动特性风洞测力试验优化研究朱中根西安现代控制技术研究所 15:30 15:40 MS82-0819-O 并联级间分离自由飞风洞试验技术及相似律推导薛飞中国航天空气动力技术研究院 8月28日下午地点：4层临4-9 时间编号报告题目报告人单位主持人 13:30 MS82-1670-I 风洞动态试验中的仿真技术应用赵俊波中国航天空气动力技术研究院陈德华13:50 MS82-2868-O 不同收集口角度下风洞流场的数值模拟与试验研究高娜中国航空工业空气动力研究院 14:00 MS82-0603-O 基于RBF 神经网络的大迎角耦合振荡气动力建模卜凡楠厦门大学 14:10 MS82-3570-O 端壁附面层抽吸对压气机叶栅分离影响的仿真研究王东中航发动力所王铁进14:20 MS82-1760-O 结冰风洞中SLD 模拟方法及其实验验证研究符澄中国空气动力研究与发展中心 14:30 MS82-2393-O 进气道试验中管道效应对湍流度的影响研究徐彬彬中国空气动力研究与发展中心低速所 14:40 MS82-2994-O 结冰条件下大型民机操稳特性研究与风洞虚拟飞行验证朱正龙中国空气动力研究与发展中心低速所 14:50 MS82-2986-O 螺旋桨噪声特性风洞试验研究谭啸中国航空工业空气动力研究院吴佳莉15:00 MS82-3159-O 地效飞机近波浪水面气动特性风洞试验模拟高立华中国空气动力研究与发展中心 15:10 15:20 MS82-2365-O 可压缩混合层增长率的试验方法研究王铁进中国航天空气动力技术研究院

小型模拟风洞系统设计报告

综合电子设计小型模拟风洞系统刘石劬 22011231 尹哲浩 22011214 赵正扬 22011212 董元 22011207

一、引言二、设计思路 2.1 整体功能设想 2.2 模块实现方式确定三、设计内容及部分电路仿真 3.1 输入模块设计部分 3.1.1 按钮功能电路实现与仿真 3.1.2 控制输入电路实现与仿真 3.2 控制模块设计部分 3.2.1 硬件选型及论证 3.2.2 风扇控制信号的分析 3.3 整体原理图与PCB设计四、整体实物图即测试结果五、课程收获与心得六、参考文献

一、引言风洞是空气动力学研究的重要地面试验设备，通过对流体力学方法的计算，可以研究物体模型所受不同方向、不同大小的气动阻力影响，为汽车、高速列车等等的选型提供大量的参考依据。同时，风洞也是试验高速飞行器必不可少的一种设备，是保证一个国家航空航天处于领先地位的基础研究设施]1[。随着时代的发展，飞机研究制造业的竞争越加激烈，尤其在军事领域，现有风洞试验设备的模拟能力已经成为制约第四第五代战斗机的研制和未来高超声速飞行器发展的瓶颈。这次课题设计，我们想以自己现有的能力和一些简单的器材来完成一个简易的小型风洞设计，用以模拟产生不同风力大小的气流。我们采用电脑CPU风扇作为风力的发生装置，以输入信号的占空比来调节风扇转速的大小，并可以根据风扇所发出的风力大小来实现结果的反馈。二、设计思路 2.1 整体功能设想风扇的输入信号可以控制风扇实现不同的转速，也可以让风扇的工作处于测试模式下，即风扇的转速按预定的延时变化，风力将由大至小，再由小变大循环往复。也可以通过键盘，让帆板到达指定高度。 2.2 模块实现方式确定 (1) 输入模块：使用者将通过按钮进行输入信号的控制，工作时不会存在两个按钮同时有效的情况。本模块的大体部分会以门电路的形式构成，功能上通过计数器不同的计数值来形成不同的输入信号，但必须保证信号的频率一致。最后，所有档位的信号必须以同一个输出端口输送至风扇，对风扇进行相应的控制。 (2) 控制模块：采用MSP430F6638作为主控芯片，它是由TI公司推出的16位超低功耗、具有精简指令集（RISC）的混合信号处理器。用LSM303作为检测角度的传感器，用AVC 8038风扇作为风力来源。

风洞试验论文

低速风洞在设计和使用中需要考虑的因素丛磊汕头大学工学院，汕头515063 [摘要] 低速风洞试验作为研究结构物在风力作用下动力响应特性的一种重要手段，在其洞体设计和使用中需要考虑诸多内外因素对试验结果的影响。本文总结了影响低速风洞试验结果的一些相关因素，包括洞体各部分几何特性对风洞流场品质的影响、试验段槽道对流场方向的影响、收缩段的边界层修正、低速风洞试验数据库系统的建设以及无线数据采集技术在低速风洞中的应用研究。 [关键词] 低速风洞洞体几何特性试验段槽道边界层修正数据库系统无线材及技术 1 前言低速风洞作为研究土木工程结构无在风力作用下动力响应特性的一种实验装置，其对测试结果的精确性具有很高的要求，但在试验中不可避免的要受到许多不可控因素的影响。因此，如何得到研究中所需要的比较令研究者满意的精确数据是许多风工程研究人员需要解决的问题。本文通过总结一些国内外对风洞试验技术的改进研究，希望对现有风洞的改进与新建风洞的建设有所帮助。 2 影响低速风洞测试精确度的因素 2.1 低速洞体各部分几何特性对风洞流场品质的影响 2.1.1 实验段实验段为风洞中模拟原型流场进行模型空气动力实验的地方,是风洞的重要组成部分。为了能模拟原型流场,实验段尺寸和气流速度的大小,应满足实验Re 达到一定值的要求。此外,实验段气流应稳定,速度的大小、方向在空间的分布应均匀,原始紊流度、噪声强度、静压梯度应低。实验段气流的这些特性的好坏,总称为流场品质。实验段的尺寸由模型的尺寸来确定。一般实验段内部沿轴向(顺来流方向)有扩散角,或沿轴向逐渐减小各截面的切角部分所切除的面积,使横截面积沿轴向逐渐增大,以减小由于壁面附面层沿轴向增厚而产生的负静压梯度的绝对值。

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

中国风洞技术进展

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上将打印字体大小: t T 发表于 2007-2-5 00:58 | 只看该作者中国风洞技术进展中国, 空气动力学, 风洞, 进展, 科技低跨超专业委员会是中国空气动力学会下属的专业委员会之一，是一个全国性非营利的、公益性的学术性社会团体，由低跨超空气动力学科技工作者组成，是全国低跨超科技工作者之家。在中国空气动力学会领导下，低跨超专业委员会坚持“以人为本，科学发展”的理念，围绕着“学术创新服务经济、培养人才、科技普及”的宗旨，重视优秀的中青年科技骨干和学科带头人的培养，团结我国从事低跨超声速空气动力学研究与发展的科技工作者，努力发展同国内外空气动力学机构或学者的友好联系和交往，开展国内外有关空气动力学的学术交流与咨询，参与和组织承担科技成果的评审鉴定、技术规范标准的编制以及专业规则的制定等社会化工作。 ?nbsp; 专委会成立20多年来，经历五届领导和委员的共同努力，已成为中国空气动力学会下属九个专业委员会最为活跃，富有成效，富有影响的专委会之一，为培养我国低跨超领域的气动人才，推动学术交流和国际国内合作，信息和成果共享等方面做出了卓越贡献，在国内外气动领域的影响力日益扩大。专委会挂靠单位：中国空气动力研究与发展中心高速所办公地址：四川安县101信箱，邮编：622661 版权所有：2006-2010 低跨超声速专业委员会 [本帖最后由王三于 2007-7-29 18:09 编辑] Main_banner.jpeg (67 KB) 收藏分享

风洞试验与数值模拟

风洞试验与数值模拟 ――北京大学在数值模拟方面的技术进展一．科学研究的方法：人类在认识自然、认识科学的过程中，曾经创造出了两种方法，即：理论研究和实验研究。理论研究得出的结论，要经过严格的论证，这是十分必要的，但在工程实践中却难以应用。实验研究，结论清晰、直观，也就是俗话说的“看得见，摸的着”，但它的局限性太大，因而应用范围有限。上世纪四十年代，电子计算机的横空出世，改变了人类的生活和思想。随着近年来计算机软硬件技术的突飞猛进，以前大量无法解决的工程实际问题，已经可以用新的计算方法来加以解决了。因此，第三种科学研究的方法发展出来了，那就是计算科学的方法（或称为数值模拟、数值计算）。它不仅具有理论研究的严谨性，又具有实验研究的直观性，更加具备极其广泛的应用范围。如今，计算科学在科学研究中所占的比重越来越大，并必将成为今后科学技术发展的主流。二．什么是“风洞试验”：风洞，从外观上看酷似一座洞，它是通过产生出可人工控制的气流，对试验模型周围的气体的流动进行模拟，并可量度气

流对物体的作用，以及观察流动现象的一种管道状试验设备。而风洞试验，是实验研究工程问题的一种方法。它是依据运动的相对性原理，将试验原型同比缩小的模型固定在风洞中，人为制造气流流过，获取各测试点的试验数据，并以此寻找出工程问题的解决方案。风洞试验主要针对相似模型进行测力试验、测压试验和布局选型试验。三．风洞试验在“挡风抑尘墙”工程实践中的局限性： “挡风抑尘墙”的作用就是降低露天堆场上方的风速，以达到抑尘效果。这是属于流体力学范畴的一类问题。流体力学是物理学的一个分支，是主要研究流体（包括气体和液体）与其中的物体相互作用的一门科学。研究流体力学的方法同样有理论研究和实验研究。在理论研究中，以理论流体力学的基本控制方程组和基本定律为出发点，采用适当的前提假设(如空气的不可压缩性假定)，经过严格的数学推导，求解出方程中的未知量(如压力，速度等)。鉴于理论流体动力学的基本控制方程组及其边界条件的强烈的非线性特性，只能在几种简单的情况下得到方程组的解析解，在复杂的情况下(如三维流场，复杂外形等)就无法获得解析解，这就决定了理论研究方法在“挡风抑尘墙”研究中具有很多的局限性，工程实践中很难采用这种方法。

国内几个大型风洞实验室资料

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m、高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 m，宽m，最大高度为；试验段长18m，横断面宽3m，高，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，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××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。振动测量系统包括美国NI公司的动态信号采集系统、PCB和Dytran公司的超小型精密加速度传感器以及德国

风洞试验

《桥梁风工程》之——风洞试验技术主要内容简介第一章风洞试验的理论基础——相似性（概述、相似性基本要求、无量纲参数的来源、基本缩尺考虑） 1.1 概述理论流体力学——物理实验——数值模拟（风工程研究的“三大手段”）；桥梁、建筑结构在结构设计方面，只要求结构在风荷载作用下具有足够的强度、刚度和稳定性即可，即确保桥梁结构、建筑结构的安全性、舒适性和耐久性即可；（这区别于航空器的设计——力求其周围运动空气对其的阻力最小），主要关注绕尖角的流动和分离流动，因此，称为“钝体空气动力学”。个别建筑、桥梁已开展了实际结构的实测。 Fig.1 Research methods of Wind Engineering of Bluff Body 1932年，Flachsbart O.“建筑物气动特性的模拟应当在具有与自然风相似的风洞气流中进行”。几何缩尺——经济性和方便性由于缩尺几何引出了物理相似的一系列问题，相似性准则是风洞试验的理论基础。应该说明的是，由于模型的几何缩尺，导致部分物理现象不能准确反映，如雷诺数效应。因此，在实际设计模型试验时，需要进行一系列权衡，确保主要问题能模拟即可。（科学与艺术结合！） 1.2 模型相似性在分析一切物理问题，特别是需要通过实验进行研究的问题时，通常需要确定一组无量纲的控制参数。该组无量纲参数通常是根据描述所研究物理系统的偏微分方程得到的，用一个具有对应量纲的参考值遍除所有关键变量，使之无量纲化，于是得到大量的无量纲组合参数，它们就是控制系统的物理特性的因子。如果这些控制参数组从一种情况（原型物）到另一种情况（模型）保持不变，则自然保证了相似性。具体风洞试验相似性无量纲参数推导见下。

简易风洞及控制系统

简易风洞及控制系统（专科组G题）作者：王康、赵辉、张帅帅赛前辅导教师：吉武庆文稿整理辅导教师：吉武庆摘要本文介绍了简易风洞控制系统的设计方案。本设计以STC89C52R单片机为主控芯片，利用涡轮式轴流风机来为小球的运动提供动能。通过在风洞表面安装的8个光电式光线传感器来检测小球位置，而后通过PID 算法对轴流风机的抽风量进行进一步调校. 从而形成一个完整的闭环控制系统。关键词：PID算法，PW调速，闭环控制 Abstract This paper introduces the design plan of a simple wind tunnel control system. The design STC89C52RCmicrocontroller as the main control chip, using turbine type axial flow fan to provide kinetic energy for the movement of the ball. To detect the location of the ball in a wind tunnel by surface mounted 8 photoelectric light sensor, and then through the exhaust volume PID algorithm flow fan on the shaft was further adjusted. So as to form a complete closed-loop control system. Keywords: PID algorithm, PWM speed control, closed loop control

风洞试验

A.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] B.风洞实验原理及实验仪器一、实验目的通过参观，让学生了解风洞实验装置的构造、作用，常用的风洞实验仪器及作用，风洞实验的过程和风洞实验的原理。二、风洞系统简介风洞作为一套完整的空气动力实验装备，其构造是较为复杂的。按风洞实验段气流速度的大小，一般可分为：低速风洞（M≤0.3），高亚音速风洞（0.3≤M≤0.8），跨音速风洞（0.8≤M≤1.5）。超音速风洞（1.5≤M≤4.5）。高超音速风动（4.5≤M≤10），极高速风洞（M>10）。 1．以805实验室HG-4号超音速风洞为例，它主要由以下几部分组成： l 气源系统：由大型空气压缩机提供清洁干燥的高压空气； l 风洞本体：由高压管道、紧闭阀、快速阀、调压阀、稳定段、喷管、试验段、攻角机构、可调节超音速扩散、亚音速扩散段等组成；

l 控制系统：控制系统及模型状态等； l 测量系统：测量系统系数、模型空气动力及模型转速，并作为纹影显示及摄影等， l 消音系统：降低噪音。实验过程：空气压缩机把压缩空气打进储气瓶储存起来，压缩空气经管道流向风洞。实验时，预给调压阀一开度，开启紧闭阀至完全打开后，开启快速阀，压缩空气经稳定段至喷管，到达试验段时已获得所需超音速流场，待稳定后测量系统工作。最后气流经扩压段扩压向出口消音塔排去。 2．低速风洞构造、作用：低速风洞的动力由风机提供、风速可通过调整风机的转速来调节。低速风洞有稳定段、实验段和扩压段，没有喷管。为了节约能源和降低噪音，低速风洞常做成环流式的。 3．常用仪器：风洞的常用仪器有压力传感器和天平，测温传感器、压力传感器和温度传感器是监测风洞流场必不可少的仪器。而天平则是用来测量实验模型在风洞中受力情况的一种多元传感器，它是通过受力产生形变，给出形变电信号经换算求出受力的一种精密仪器。三、思考题 1．超音速流动是如何建立的？ 2．超音速流场建立的条件如何？ 3．风洞实验是如何测得模型气动力的？ C.优点

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。 3 水平风洞模型自由飞试验平台的关键技术关键技术包括：动力相似模型设计加工技术；动力模拟技术；舵机运动控制技术；模型姿态实时精确测量技术；飞行控制系统设计与集成技术。四风洞尾旋试验[5] 1 立式风洞立式风洞是一种具有垂直试验段的低速风洞。风扇垂直向上抽气,并使上升气流产生的浮力恰好平衡自由飞模型的重量。对于飞机的尾旋研究,大量的和基本的尾旋和改出尾旋特性的试验研究都在立式风洞中进行。

风洞试验条件

国家科学技术进步奖三等奖（1995年）获奖编号：1995-J-07-3-003 NF-3低速翼型风洞研制主要完成人：乔志德、郗忠祥、尹迪义、苏耀西、周瑞兴主要完成单位：西北工业大学项目简介： NF-3低速翼型风洞是按照满足军，民用高性能翼型发展的需要建成的我国和亚洲最大低翼型风洞，属航空，航天科学技术领域。构成机翼的翼型对飞机的性能有很大影响，翼型技术是外国向我国航空工业实行技术封锁的高技术项目之一，因此，要自行研制飞机，必须研究发展我国的先进翼型。NF-3风洞是发展先进翼型所必须的试验设备，它的建成填补了我国低速，高雷诺数和低紊流度风洞实验设备的空白，是我国航空工业完成的一项重要基础建设。NF-3风洞是国内和亚洲同类风洞中雷诺数最高（R>700万）的低速翼型风洞；其紊流度低于国内同类风洞，达到了国外同类风洞的先进指标；测控系统实现了计算机自动控制和数据实时处理；具有二元，三元和螺旋桨三个实验段，其流场品质和风洞测量精度均已达到国军标要求，翼型实验与国外实验结果吻合。建成以来，已进行过航空，航海等工业部门10个单位18个模型的风洞实验，发展了低噪声先进翼型系列，实验结果已用于飞机，船舶，建筑等工程设计，为上述军，民产品的及时定型投产做出了贡献。我国建成亚洲最大增压连续式高速翼型风洞发布时间：2003-10-8 https://www.360docs.net/doc/2512626479.html,消息（16：00新闻）风洞主要用于测试飞机的外型设计是否合理，我国自行研制的亚洲最大增压连续式高速翼型风洞，今天在西北工业大学进行了首次通气实验。随着现场总指挥的一声令下，开始了风洞的首次通气运行。压缩机以每分钟1900转的速度将达到实验要求的气流送入风洞的实验段内。工作人员则通过计

低速风洞及其试验原理介绍

1、空气动力学研究的基本手段有哪些，各有什么优缺点？答：理论研究、风洞试验和飞行试验 ①理论研究：指人们根据对空气动力学现象的观察分析，对这些现象进行抽象和简化，描述其本质的数学模型，建立相应的数学物理方程并根据相应的边界条件求解这些数学方程。主要指数值计算（CFD）技术。尽管CFD技术在近几十年有了突飞猛进的发展，工程应用日趋成熟，但风洞试验仍是确定飞行器飞行性能的主要手段，CFD尚不能代替风洞试验，而只能作为飞行器设计手段与风洞试验相互补充，而且CFD的发展和可靠性也需风洞试验验证。 ②飞行试验：主要指模型的自由飞试验和样机的试飞试验。飞行试验方法可用来验证风洞试验数据的可靠性，解决那些风洞试验难以解决的问题；飞行试验能克服风洞试验模拟方式上的不真实因素，如流场模拟差异、飞行器尺寸差异（雷诺数和尺度效应）、流动不能完全相似等。用真实飞行的测量数据来修正风洞试验数据，解决所谓风洞试验数据与飞行数据的相关性问题。但是，由于飞行试验本身存在一系列误差，精度比风洞试验低得多；存在着费用高、试验条件不稳定、测量方法复杂等缺陷。 ③风洞试验：空气动力学的发展史表明，风洞试验是试验空气动力学这门学科发展的的基本手段。空气动力学的基本现象和基本原理，人们都是通过试验逐步认识的。空气动力学研究上的重大突破，都首先是试验上的突破，空气动力学的理论本身都是在试验研究的基础上发现和发展起来的。理论计算只能解决流动的物理机理已经通过试验研究认识清楚的，不是过于复杂的流动问题，但是流动机理方面的研究以及数值计算结果的验证，仍然要依靠试验。用风洞试验方法来解决空气动力学问题，测量方便，试验参数如气流速度、试验状态易于控制，不受外界条件的影响，且费用较低，而飞行试验的试验条件不容易控制，测量方法复杂。风洞试验过去和现在一直是发现和确定流动现象、探索和揭示流动机理、寻求和了解流动规律，以及为飞行器设计提供优良的气动布局和空气动力学特性数据的主要手段；在今后的相当长的时期内，这种状况不会改变，并将与其他研究手段更好的相互结合、相互补充、相互促进。 2、风洞试验中有哪些测量方法，各种方法发挥什么样的作用？答：天平测力法：使用气动力天平，测出作用在模型上的空气动力，是风洞试验中最常见的测量方法，可以测量六个分量，也可以只测量一个或几个分量；压力分布测量法：测出模表面的压力分布，可以得到飞机或部件强度计算所需的载荷数据；流动显示法：利用物理或化学的方法将绕模型流动的状态形象地显示出来，可加深流动状态的感性认识，对于分析风洞测力测压试验的结果、建立理论研究的简化模型、分析流动机理以及研究飞机外形存在的气动问题等，有很大帮助；流动测量法：包括流速、流向、压强、紊流度和温度等，对空风洞进行流场校测。有时也要测量模型绕流流场中气流参数的分布情况，以便于深入研究空气动力特性的机理。 3、风洞试验中有哪些重要（4个）的相似准则，其物理意义和公式怎样描述？在风洞试验中为模拟这些参数可采取哪些手段？答：雷诺数Re vl ρμ =，表征流体粘性对流动影响的相似准则，对低速的定常测力、测压试验只要求模拟Re数；马赫数Ma v a =，气体压缩性对流动影响的一个量度，对超声速试验主要模拟Ma

风洞试验概述_黄本才

第六章风洞实验概述风洞试验是依据运动的相似性原理，将被试验对象（飞机、大型建筑、结构等）制作成模型或直接放置于风洞管道内，通过驱动装置使风道产生一股人工可控制的气流，模拟试验对象在气流作用下的性态，进而获得相关参数，以确定试验对象的稳定性、安全性等性能。世界上公认的第一个风洞是英国人于1871年建成的。美国的莱特兄弟于1901年制造了试验段0.56米见方、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。风洞自19世纪后期问世以后，为风效应研究创造了良好的试验条件，开始了风对建筑物的破坏作用的研究。1894年，丹麦J. O. V. Irminger在风洞中测量了建筑物模型的表面风压。风洞的大量出现是在20世纪中叶，随着工业技术的发展，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。到了20世纪20年代，Jaray将空气动力学理论应用于汽车外形设计，以降低汽车的气动阻力系数。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%。 20世纪30年代，英国国家物理试验室（NPL）在低湍流度的航空风洞中进行了风对建筑物和构筑物影响的研究工作，指出了在风洞中模拟大气边界层湍流结构的重要性。1934年，德国L.Prandtl在哥廷根流体力学研究所（AVA）建造了世界上第一座环境风洞，开展环境问题的试验研究。20世纪50年代末，丹麦M. Jensen对于风洞模型相似律问题作了重要阐述，认为必须模拟大气边界层气流的特性。另外，美国J. E. Cermak在科罗拉多州大学和加拿大A.G.Davenport在西安大略大学分别建成了长试验段的大气边界层风洞，标志着对风工程有了专门的模拟试验研究设备。从20世纪80年代开始，大气边界层风特性的模拟技术，特别是大尺度湍流的模拟技术有了较大的发展，另外一些专用的实验设备及测试仪器的研制成功，使风洞中模拟各种气象、地面及地形条件的范围扩大以及研究空气污染和风载、风振问题的能力提高。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、大跨度屋盖等超限建筑和结构，我国结构风荷载规范建议进行风洞试验。对于大型工厂、矿山群等也可以做成模型，在风洞中进行防止污染和扩散的试验。 §4-1 风洞实验基础一、风洞风洞就是用来产生人造气流(人造风)的管道。在该管道中能造成一段气流均匀流动的区域，利用这一经过标定的流场，可以进行各种有关学科的科研活动。风洞种类繁多，有不同的分类方法。按行业分，有航空风洞和工业风洞；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；按回路分类，风洞可分为直流式、回流式；按运行时间分类，风洞可分为连续式、暂冲式。近年来，由于工程材料及施工方法的大幅进步，工程设计逐步走向轻质量、大跨度及超高度的方向发展，使得在传统上地震力为结构的主要水平荷重观念逐渐改变。风荷重成为超高层建筑、体育场馆大跨屋盖、斜拉桥等结构的主要水平荷载。除此之外，由于环保意识的加强，社会上对于生活质量的要求，使得工业废气的排放及都市中大型建筑物造成环境微气候的改变，亦成为工程界必须予以重视的课题。为此，应运而生出现了许多大气边界层风洞（BLWT）。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，模拟地表风的运动情况(称为大气边界层)。大气边界层风洞是工业风洞的一种，为低速

国内外汽车的风洞发展现状

汽车试验学：国内外汽车风洞发展现状学校：华南农业大学学院：工程学院班级：11级车辆一班姓名：梁杰豪学号：201131150411 指导老师：吕盛坪

国内外汽车风洞发展现状摘要：本文首先对汽车风洞作简要介绍，了解风洞的主要特点，同时分别讲述介绍了国内外的汽车车风洞试验现状，分析了近期国内外汽车行业对风洞试验的研究方向和主要技术，并就分别列举了国内外汽车风洞的发展历史。最后作一发展总结。关键词：汽车风洞、国内外风洞、风洞发展 1 引言 “汽车风洞”最开始的时候其实不是用来测试汽车，而是用来测试飞机、研究飞机的气动性能的。实验时，常将模型或实物固定在风洞内，使气体流过模型。这种方法，流动条件容易控制，可重复地、经济地取得实验数据。为使实验结果准确,实验时的流动必须与实际流动状态相似,即必须满足相似律的要求。但由于风洞尺寸和动力的限制，在一个风洞中同时模拟所有的相似参数是很困难的，通常是按所要研究的课题，选择一些影响最大的参数进行模拟。且外，汽车空气动力学在汽车开发中的重要作用，促进了汽车风洞及其试验技术的快速发展。汽车的空气动力学特性，可以通过对汽车外形的改变而提高。在汽车设计生产过程中，汽车外形一般在开始生产制造之前就被冻结，这时再进行汽车空气动力学研究，很难对外形进行修改和改进。为了在设计初期就可以开展汽车空气动力学研究，需要制作一种可以修改的模型，并且能够进行汽车空气动力学试验。汽车油泥模型，就是在汽车外形评价和汽车风洞试验需要的基础上发展起来的模型。制作好的油泥模型需要一个汽车不行驶就可以完成汽车空气动力学研究的试验环境，汽车风洞正好可以满足这一要求。

计算机模拟仿真技术

实验7 计算机模拟仿真技术 7.1 计算机模拟仿真技术计算机技术的高速发展，使人类社会进入了信息时代。教育作为社会发展的一个重要支柱，其现代化的实现是必然趋势。计算机多媒体教学近十年来在国际、国内已经有了很大的发展。计算机模拟实验又称计算机仿真实验或计算机虚拟实验，是近几年在计算机多媒体教学中开辟的新领域。它通过计算机把实验设备、教学内容、教师指导和学生的操作有机地融合为一体，形成了一部活的、可操作的物理实验教科书和根据需要在瞬间建立的模拟实验室。计算机模拟物理实验的出现打破了教与学、理论与实验、课内与课外的界限，它更加强调实验的设计思想和实验方法，更强调实验者的主动学习；通过计算机模拟实验，学生对物理思想、方法、仪器的结构和设计原理的理解，都可以达到训练实验技能、学习物理知识的目的，增强了学生对物理实验的兴趣，提高了物理实验的水平。目前，模拟实验已成为现代化物理实验的重要手段。计算机模拟实验系统运用了人工智能、控制理论和教师专家系统对物理实验和物理仪器建立其内在模型，用计算机可操作的仿真方式，实现了物理实验教学的各个环节。计算机模拟实验的系统设计如图7-1-1所示。在主模块下由系统简介、实验目的、实验原理、实验内容、数据处理、实验思考题等六个模块组成。每个模块在主模块后调用。图7-1-1 模拟实验模块的设计图7-1-2模拟实验设计过程模拟实验系统通过解剖教学过程，使用键盘和鼠标控制仿真仪器画面动作，来模拟真实实验仪器，完成各模块中相应的内容。在软件设计上，把完成各模块中的内容看作是问题空间到目标空间的一系列变化，从此变化中找到一条达到目标求解的途径，从而完成仿真实验过程。在此过程中，利用丰富教学经验编制而成的指导系统可对学生进行启发引导，系统可按照知识处理过程对模块进行设计，其设计过程如图7-1-2所示。系统给出需要求解的问题，即需要进行的操作。系统通过用户接口给出相应的图像、文字和指导内容，用户根据得到的信息进行判断、输入。输入的信息由预处理部分转化为内部命令，模型接收到指令后，在指导系统的参与下，利用产生式的规则处理得到相应的结果，并将结果传输到图像模拟部分，最终以图像和文字的形式显示在计算机屏幕上。同时，指导系统根据得到的相应结果，在计算机屏幕上显示出指导信息，用户通过软件中指导系统和模型算法的交替作用过程，完成仿真实验内容。计算机模拟实验具体操作说明，参见计算机中的模拟仿真实验软件。计算机模拟仿真物理实验（即物理虚拟实验）简介：在虚拟实验室内提供了力学、热学、电磁学、光学和近代物理实验的平台。并提供有相应的虚拟仪器，如示波器、干涉仪、分光计、单摆、三线摆、伏特表、安培表、滑线变阻器等，学生可根据实验要求完成各类虚拟实验，并在实验报告环节完成实验报告，提交服务器或教师批改。 1.实验预习实验预习包括有对实验内容、实验方法、实验仪器的了解。在这个环节中，将实验相关的内容以文字、图像、动画、课件等方式通过网页发布，或提过给教师审阅；学生可以先在计算机上熟悉仪器设备，模拟操作和预习实验，并可通过交互方式提出问题并解答。为了检查学生的预习情况和效果，对学生的实验方案设计和预习思考题解答，教室和实验室管理人员可通过网络（或课前）进行收集整理、审阅，以决定学生是否可以进行实验。