底排环境效应风洞实验
风洞试验概述_黄本才

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
2.运动相似
运动相似指的是原型和模型的流体运动遵循同一微分方程,物理量间的比值彼此互相约
束,则可以认为它们是相似的。风工程中的空气为低速、不可压缩、牛顿粘性流,其运动的 控制方程为
∂ui ∂t
+uj
∂ui ∂x j
=
fi
−
1 ρ
∂p ∂xi
+ν
∂ ∂x j
⎛ ⎜⎜⎝
∂ui ∂x j
+ ∂u j ∂xi
飞机风洞试验的具体步骤

飞机风洞试验的具体步骤嘿,你知道飞机风洞试验是咋回事不?这可神奇着呢!就好像给飞机来一场特别的“体检”。
咱先说准备工作吧,那可得精心细致得像准备一顿丰盛的大餐一样。
要把飞机模型做得那叫一个精巧,每个细节都不能马虎,这就好比给飞机打造了一个迷你版的自己。
然后呢,把这个小模型小心翼翼地放进风洞里面。
风洞就像是个超级大的吹风机,呼呼地吹着风。
这时候,模型就像在天空中飞翔一样,感受着各种风力的“抚摸”。
接下来,各种仪器就上场啦!它们就像一群小侦探,仔细地记录着模型的一举一动,什么受力情况啊,气流的变化呀,统统都逃不过它们的“眼睛”。
想象一下,这模型在风洞里,就像一个勇敢的小战士,面对强大的风力毫不畏惧。
科研人员们呢,就紧张地盯着那些数据,就好像在看一场精彩的比赛,时刻关注着“小战士”的表现。
在试验过程中,可不能随随便便哦!要不断调整风洞的风速、风向,就像给这个“吹风机”换挡一样,看看飞机在不同情况下的反应。
有时候啊,还得做些特别的测试,比如看看飞机在极端天气下会怎么样。
这就好比让飞机去挑战狂风暴雨,检验它能不能坚强地挺过去。
这一系列步骤下来,科研人员们就能对飞机的性能有更深入的了解啦!就像我们了解自己的好朋友一样,知道它的优点和不足。
飞机风洞试验可不简单,它是飞机设计和改进的重要环节呢!没有它,飞机怎么能在天空中安全、稳定地飞行呢?它就像是飞机的幕后英雄,默默地为航空事业贡献着力量。
你说,这飞机风洞试验是不是特别神奇?它让我们能更好地掌握飞机的特性,让我们在天空中飞得更安心、更自在。
所以啊,可别小看了这看似普通的试验步骤,它们背后蕴含着无数科研人员的智慧和努力呢!。
空气动力学中的风洞试验技术研究

空气动力学中的风洞试验技术研究一、前言空气动力学是介于流体动力学与空气动力学之间的微小区域的流体动力学,主要研究气体对于运动和静止物体的影响,是流体动力学和气体动力学的交叉领域。
而在空气动力学中的风洞试验则是研究航空航天、汽车、火箭、潜水器等工业领域的必要手段。
二、风洞试验的基本概念风洞试验是一种将模型置于某种流体中,通过模拟流体环境,获得模型所受到流体压强的方法。
其主要用途是对建筑物、桥梁、航空器、飞行器、汽车等物体进行空气动力学试验。
风洞试验的基本原理是根据模型的大小要求,采用比例模型,通过风洞进行试验。
三、风洞试验技术1.模型制作技术模型是风洞试验的主要研究对象,其制作技术的好坏直接影响到试验结果。
在模型制作中,首先要根据模型的大小要求选择合适材料,然后根据要求加工成合适形状。
由于模型大小比较小,所以在加工过程中要做到精度、细节,对加工设备也要有很高的要求,通常需要采用微机数控机床、激光加工等先进的加工手段。
2.测试设备的研发风洞试验通常需要依靠一整套的测试设备,包括风洞、控制仪器、数据采集等设备。
风洞的设计、制造和使用对风洞试验的质量和效果有直接影响。
在风洞设计中,要考虑风洞内部的气流流向、速度、温度、湿度等因素,同时还要考虑噪音、晃动等因素,确保试验的准确性。
3.实验原理与操作方法研究风洞试验的原理和操作方法是风洞试验技术中的重要部分。
在实验前,需要制定实验方案并根据方案进行操作。
实验过程中需要注意实验数据的采集和处理,以减小误差的影响。
同时,在试验中还需要掌握实验过程中的各项指标和数据变化规律,以此推导模型的飞行性能和气动特性。
四、风洞试验的发展趋势目前,随着科技的发展,新的材料和技术不断涌现,并且人们对飞行性能和气动特性的研究也逐渐深入,风洞试验技术也在不断发展。
未来,风洞试验技术将逐渐向高速、高精度、高可靠性、高自动化等方向发展,同时还需要与计算机仿真技术、数据分析和处理技术等方面的技术联合,以提高风洞试验技术所获得数据的准确度和可靠性。
风洞实验与大气污染

风洞实验与大气污染在如今日益发展的科技时代,风洞实验成为了航空、汽车、建筑等行业中不可或缺的重要工具。
通过模拟真实环境中的气流运动,风洞实验能够帮助工程师们更好地了解和预测物体在不同气流条件下的表现。
然而,随着城市化进程的加速,大气污染问题也日益严重,这给风洞实验带来了新的考验。
风洞实验的主要目的是模拟不同速度和气流条件下物体的气动性能。
它可以帮助工程师们优化飞机、车辆或建筑物的设计,提高其性能和安全性。
然而,风洞实验本身也会产生一定的大气污染。
在风洞实验过程中,需要使用大量的能源来产生气流和空气的流动,这会释放大量的二氧化碳和其他有害物质。
此外,风洞实验室也需要使用一些化学品和材料,这在一定程度上增加了环境污染的风险。
为了解决这一问题,研究人员们一直在努力改进风洞实验的环境友好性。
他们寻找替代能源,如可再生能源,来减少二氧化碳排放。
同时,他们还试图开发新型的材料和化学品,以减少对环境的污染。
此外,风洞实验室也应该建立严格的环境管理制度,保证实验的安全性和环保性。
除了使用环保技术和材料,我们还可以从另一个角度思考如何减少风洞实验对于气候和大气污染的影响。
我们可以通过优化实验设计和减少实验次数来减少能源的使用。
在确定实验参数时,可以利用计算机模拟技术进行预测,从而减少实际实验的次数。
此外,我们还可以借助先进的数据分析技术,对已有的风洞实验数据进行充分利用,以减少重复实验的需要。
然而,要解决风洞实验与大气污染的问题,并不仅仅局限于改善实验技术和环境友好性。
我们还需要思考更广泛的问题,即如何减少人类活动对大气污染的影响。
风洞实验的存在本身就是为了改进我们的生活和工作环境。
因此,我们应该更加重视环保,努力减少污染物的排放。
这需要政府、企业和个人共同努力,通过加强环境管理和监管,推动可持续发展,并采取有效的措施减少大气污染。
总的来说,风洞实验在促进科技进步和经济发展中起着重要作用。
然而,我们也不能忽视其对大气污染的贡献。
风洞实验的知识

风洞实验的知识为什么要做风洞实验?我们人类所赖以生存的贴近地球表面的大气层里,有许多与我们的生活密切相关值得研究的现象。
其中最为普遍的现象就是风对物体的作用力,以及物体运动时所受的力。
大风呼啸而过时,可以折树倒屋,掀翻航船,造成严重的灾难,而利用风能的风车又可以提水发电,为人类效力。
车船在空气中前进,会受到阻力,而飞机要靠在空气中前进速度引起的空气动力才能够在空中飞行。
物体表面与空气接触,会产生两种力:一种是垂直于表面的,一种是与表面相切的。
这些力的大小,在表面和周围情况不变的条件下,只与物体和空气的相对速度有关。
也就是说,同样的物体,物体以同一姿态均匀速度在空气中运动,和物体在同样姿态下,空气以相同的速度流过物体,所受的力是相同的。
物体表面所受的这些力的合力,组成合力和合力矩。
决定了物体在空气中的行为。
特别是当物体在风作用下所受的力,或者物体在空气中运动时所受的阻力和升力,这是人们十分关心的问题。
最早为了测量这些力,是在英国数学家和工程师若宾(Benjamin Robins,1707-1751)所设计的悬臂机的设备上进行的。
将要测量的物体固定在悬臂的末端,当悬臂以一定的速度旋转起来时,从所加的驱动力P就可以换算出物体所受的阻力。
这种悬臂机使用了很长的时期。
不过它有一个缺点,就是当悬臂旋转了一些时间之后,空气或水会随着悬臂一同旋转,这样会使实验的精度大受影响。
既然在空气中物体所受的力只和物体与空气的相对速度有关,于是就可以让空气运动而物体固定来测量物体所受的力。
这就是原始的风洞的想法。
最早的风洞是为了研究物体在空中飞行时所受的升力与阻力的需要来设计的,也就是为了早期设计飞机所需要来设计的。
风洞的历史第一个设计与建造实验风洞的是英国人温翰姆(Francis Herbert Wenham,1824-1880),他是英国航空学会创始人之一。
他在1871年设计建造了一个风洞。
1884年另外一个英国人菲里普(Hiratio Phllips,1845-1912)又建造了一座改进的风洞。
风洞的实验原理

风洞的实验原理风洞是用于模拟大气流动的实验设备,它对于研究空气动力学特性、风力工程、建筑物抗风性能等领域具有重要的作用。
风洞通过模拟真实空气流动环境,提供各种空气速度、密度和压力条件,来观察物体在流场中的动力学效应和气动性能。
风洞实验的原理主要包括两个方面:流场模拟和测试测量。
首先,风洞要模拟真实的流场环境,使得空气流动的特性尽可能接近实际情况。
为了达到这个目标,首先需要考虑的是风洞的设计和建造。
通常风洞由进气道、扩散段、工作段和尾迹段等部分组成。
进气道的作用是将外界空气引入风洞,保证流场中流体的运动状态尽可能接近自由气流。
扩散段的作用是将进入风洞的流体加速,以满足各个工作段的实验要求。
工作段是进行实验的主要区域,主要有闭合式风洞和开放式风洞两种。
闭合式风洞的特点是流场封闭,气流在封闭环境中进行运动,适用于对较小的物体进行气动特性测试;开放式风洞则模拟了自由气流场,适用于大型模型的气动研究。
尾迹段的作用是消散来自工作段的干扰,减小后续实验的影响。
其次,风洞实验还需要进行测试和测量,以获取物体在流场中的动力学参数。
实验中常用的测试和测量手段包括风力测力、压力测量、风速测量和流场可视化等。
风力测力是通过在物体上安装力传感器,通过测量传感器受到的力来推导出物体所受到的气动力。
压力测量则是通过在物体表面或特定位置上安装压力传感器,获取物体表面的压力分布情况。
风速测量一般采用风速仪或热线风速仪等设备,用于测量流场中的风速。
流场可视化是将流场中的气流可视化,常用的方法包括烟雾法、激光光纤等,通过观察气流的形态和运动轨迹,了解流场中的流动情况。
在风洞实验中,为了保持实验的准确性和可重复性,还需要进行数据校正和误差分析。
数据校正主要是校正仪器的灵敏度和零点误差,并与标准数据进行对比和校验,确保实验数据的准确性。
误差分析是对于实验过程中产生的误差进行分析和控制,以确保实验结果的可靠性。
总之,风洞的实验原理包括流场模拟和测试测量两个方面。
基于空气动力学的风洞实验研究

基于空气动力学的风洞实验研究风洞实验是空气动力学研究中常用的一种实验方法。
它通过模拟流场的方式,对气体流动与力学特性进行研究。
风洞实验经常被应用于各个领域,如航空航天、汽车、海洋工程、建筑设计等。
本文将讨论基于空气动力学的风洞实验研究。
1.风洞实验与风力背景风动力学以空气的流动为基础,通过应用力学、物理学、数学等学科,探究气体流动和力学特性。
风力背景是气体流动的控制因素,包括气体的密度、温度、湿度、压力等。
在风洞实验中,为了实现模拟真实流场的目的,需要对风力背景进行精确调控。
2.风洞实验的原理与分类风洞实验分为干式风洞、湿式风洞、自由面风洞、烟雾风洞等多种类型。
风洞实验的原理是通过各种风洞设备将气流在模型中运动,模拟真实的空气动力学流场,实现对气体流动和力学特性的研究。
风洞实验的流场具有复杂性,需要利用高精度地测量仪器,如压力传感器、热电偶、光纤传感器等,对气体流动与力学特性进行测量。
3.风洞实验的应用与挑战风洞实验被广泛应用于航空航天、汽车、海洋工程、建筑设计等行业。
例如,在航空航天工业中,风洞实验可以模拟各种条件下的飞行场景,测试气动特性、控制器件及飞行器的性能。
但是,风洞实验也面临着挑战,如如何模拟真实的流场、如何选择适当的模型及测试仪器、如何克服实验结果的偏差。
4.未来发展方向随着技术的不断发展,风洞实验也在不断进步。
未来,风洞实验将向着多学科、多领域、多尺度、多层次的方向发展。
例如,通过结合计算机模拟、数字图像处理等技术,实现更高效、更精确的风洞试验。
结论基于空气动力学的风洞实验是探究气体流动和力学特性的重要方法。
无论在航空航天、汽车、海洋工程、建筑设计等行业,风洞实验都担当着不可替代的作用。
未来,我们还需要不断优化风洞实验的技术和方法,推动其在各个领域的应用。
风洞效应

风洞效应1楼问: 为什麼建筑工地总是有一股凉风??答:这是风洞效应。
当强风被建筑物所挡住,不能顺利通过时,会往建筑物内部钻而形成风洞,所以大楼内部才会有股凉风。
------------------------------大楼完工后,行人路过该建物时总会感受到一阵强风袭来,此即「风洞效应」,是高层建筑物间产生气流漩涡所形成。
将气流引导到地面形成微风。
------------------------------「风洞效应」-- 在楼宇密集的城市出现,因强风不能顺利通过楼宇之后的空位而形成风洞。
由於风不住被楼宇阻碍,令到本身强劲的风,变得更劲造成更严重的破坏。
台中金典酒店鹰架倒塌,业者解释,当时一边正在拆除4到10层楼的玻璃,留下一个角落的空隙,可能是6级风吹来,突然灌进大楼里,而另一面,却是帆布包覆的鹰架结构,形成风阻,迅速流动的空气,像冲进封闭的漏斗,经过加速度,压力超强,效应好比倒著吹漏斗,大洞口进小洞口出,才会瞬间撞破帆布鹰架,整面倒塌。
所谓风洞这个名词,最普遍是指人工模拟的风力实验室,经常用来测试新设计的汽车风阻系数,或者体验感受风力强度,人工打造的风洞效应,让科学可以加以运用,改良产品,但如果是大楼拆玻璃,无心形成的意外风洞,造成的破坏伤亡威力,可是难以想像。
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,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。
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。
它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,随着工业空气动力学的发展,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。
用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。
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。
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力 效应 做定 性分 析 , 要采 用实 验方法 , 需 获得 定量 结果 。
1 热 主 流 底 排效 率研 究
1 1 实验 设备和 方 法 . ( )实验设 备 1
热 主流底 排实 验要求 在超 声速来 流 条件下 对 风洞主 流进 行加 热 , 拟 环境温度 变化 . 模 对 风洞本 体有 特殊 要求 。风洞本 体 简图如 图 1 示 。 所
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第 1卷 第4 6 期
20 0 2年 1 2月
流 体 力 学 实 验 与 测 量
Ex e i n s a d M e s r me t l i e h n c p rme t n a u e n i F u d M c a is s n
中 图 分 类 号 :J 1 . TO 1 4 文献标识码 : A
W i u ne e t f a b e te e t fb s le nd t n lt ss o m i n f c o a e b e d s
DI NG —h n Ze s e g,CHEN S a — o g,L U -e ,CAO n - u h os n I Ya f i Di g g i
j CDBO L
阻率 , c 不 同来 流 总温 台阶下 的底排 减 阻率 。 尺 D为
1O .
由 图 2可 见 :
( )随着 来 流 温 度 升 高 , 排 减 阻率 明 a 底 显 下降 . 2 ℃ 时 比较 ,0 %时 尺∞B 降近 与 5 20 下
0. 9
2 0% 。
Ke r s:b e b e d;b efo ;d a d cin;wi d tn e et y wo d s a le s a lw rg r u t e o n u n lts
O 引 言
底排 添质 加能过 程受外 界 环境温 度 、 压力 影 响 , 阻率 发 生 变化 , 不 同季 节 底排 弹 减 使
bed.a d as t d csm jrts rsl n n u n eo m in e e u d p su n le n loi r u e ao t eut a d if e c fa e ttmp mtr a r sr o no e s l b en e e rn eo rjci fb e bed. a g f oe teo a le p l s
-
收 稿 日期 : 0 0O . l 20.1 3 作者简 介: 丁则 胜 (9 8) 男 , 京 人 , 13. , 北 南京 理 工 大学 研究 员
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第 4期
丁 则 胜 等 : 排 环 境 效 应 风 洞 实 验 底
2 3
பைடு நூலகம்
( )实 验 方 法 2
( co lo y a c E gn eig a j gU i ri fS in e a d T c n lg . a n 10 4. S ho fD n mi n ie r .N ni nv st o c c n e h oo y N mig2 0 9 n n e y e
Vo . 6. No. 11 4
De 。 0 2 c. 2 o
文章 编 号 : 0 7 3 2 (0 2 0 .o 2 0 10 。 14 2 0 )40 2 .5
底 排 环 境 效 应 风 洞 实 验
丁则胜, 少松, 陈 刘亚飞, 曹顶贵
( 京理 工 大 学 动 力 工 程 学 院 , 京 209 ) 南 南 104
摘 要 : 境 温度 和 压 力 对 底 排 减 阻 率 有 显 著 影 响 。介 绍 底 排 环 境 温 度 、 力 效 应 的 实 验 研 究 环 压 方法 , 主要 结 果 和 对 弹 丸 射 程 的影 响 。 关 键 词 : 部 排 气 ; 部 流 动 ; 阻 ; 洞 实验 底 底 减 风
线。
图 1 热 主 流 底 排 风 洞 本 体 简 图
1 2 实 验 结 果 .
Fg1 kt o fe t a a ld i ne i. Se ho htr r m bs b e n t nl c f e s e e e w du
( )来 流温度 对底 排减 阻率 的影 响 1 cB r D o曲线 如 图 2所示 。 图 2中 cB D= , 中 R DO r =2 %时 的底排 减 其 CB为 o 5
( )Rc 一 b D
O8 .
呈 非 线 性 变 化 。较 低 温
.
T sp p r p e e t h x e i na  ̄o s o mb e ttmp rt r d p s u f cs o a e hi a e rs ns te e p rme tl me d fa in e e aue a r s r e e t f b s n e e
固 定 其 他 参 数 , 变 来 流 总 温 , 得 来 改 获 流温 度对 底排 减阻 率 的影 响 。
实验 中测 量 全 过 程 的底 部 压 力 变化 , 获 得 P B—t 曲线和 尺 D 一,曲线 。不 同来 流温 cB
度 下的底 排减 阻率 , 经处 理得 到 Rc 曲 .一
C ia hn )
Ab t a t sr c :Amb e ttmp r tr n rs u e h v r e fe t n d a e u t n o a e be d in e eau e a d p e s r a e ma k d e cs o rg r d ci fb s le o