LTWT风洞教学NACA4412测压实验报告
NACA4412参数设计实验报告
风能转化原理与技术设计实验报告设计题目NACA4412翼型参数设计姓名孙岩雷学号 912108670128指导教师王学德提交日期 2014年 12月26日一、背景风能是太阳能转换的一种形式，是一种重要的自然资源，且据估计地球上可利用的风能比可开发利用的水能总量还要大10 倍以上。
随着社会的发展，能源危机愈来愈严重，而且燃烧化石能源所带来的环境危害也愈发不可忽视。
因此，作为新一代能源利用的典范，风力机的大规模应用也就理所应当了。
风轮是风力机最主要部件，其气动特性影响风能转换率，也决定了风力机的经济性。
水平轴风力机是现在最流行、最广泛的采用的风力机。
而风轮的翼型决定着风轮的气动参数。
随着航空科学的发展，世界各主要航空发达的国家建立了各种翼型系列，美国有NACA 系列，德国有DU系列，英国有RAE系列等。
这些翼型的资料包括几何特性和气动特性，可供气动设计人员选取合适的翼型。
而在现有的翼型资料中，NACA翼型系列的资料比较丰富，飞行器上采用这一系列的翼型也比较多。
本文就是在NACA4412翼型的基础上进行风力机设计的。
二、设计流程风轮设计主要确定如下关键参数有：风轮直径、叶片数、叶尖速比、叶片翼型、叶素弦长、叶素安装角等。
本文对翼型为NACA4412的风力机叶片进行外形设计，其给定的参数为：风力机的输出功率P=6.7kW，设计风速=7 m／s，风轮转速72rpm，风力机功率系数Cp ＝0.43，空气密度为1.225kg/m3，叶片数为3。
根据相关参数求得叶片的直径，然后通过读取翼型的相关数据确定最佳攻角，以及其所在位置处的最佳升力系数，最佳阻力系数和最佳升阻比，利用叶素理论。
动量理论和贝茨理计算叶片各个部位的相关参数(各个部分的周向诱导因子、轴向诱导因子、叶尖速比，入流角，桨距角和攻角)，并根据相关的结果作出叶片弦长和扭角与取样位置的曲线，进而得到整个叶片的设计方案。
已知最大设计输出功率Pu(W)和风力机前风速度确定情况下。
风洞静态压力分布测量实验
《实验流体力学》风洞静态压力分布测量实验Ⅰ实验设计及数据处理程序编制Ⅱ数据采集与分析姓名学号实验日期指导老师一、实验目的风洞测压试验是一种在风洞中测量模型表面压力分布的试验。
目的是通过测量飞行器及其部件，如机翼、机身、尾翼、操纵面、外挂物等表面上的压力分布，为飞行器及其部件结构强度计算提供气动载荷分布的原始数据。
通过测压实验，能够给出定量化的结果，获得模型上的压力分布信息。
因此，测压试验是研究模型气动特性、验证数值计算方法的一种重要手段。
本次实验内容是测定标准模型在不同实验状态下各截面测压点的压力值，并进行数据处理，最后得到各截面的压力分布曲线随风速及迎角的变化规律。
二．实验设备 1、风洞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低速风洞，如图1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。
D4 风洞实验段风 扇图1 D4风洞示意图实验段尺寸：长度3.5m ，宽度1.5m ，高度1.5m ，收缩比9；实验段风速：闭口最高风速为80m / s, 开口最高风速为60m / s ；实验段湍流度为0.08%。
2、风速控制系统D4风洞采用可控硅控制无级调速；风速控制系统组成如图1所示。
本文的工作是在系统的外层增加了稳风速的闭环控制系统。
风洞风速的控制采用直接数字式闭环控制。
首先通过PCL727进行D/A 转换，将数字量转换成模拟量4—20mA 驱动电流，经过西门子驱动器来控制可控硅的输出电流，从而控制电机转速，电机拖动风扇，产生气流，使试验段获得所需的速压0P P (其中0p 为气体总压，p 为气体静压)。
由差压变送器将压差转换成1-5V 电压，再由压差风速转换公式计算得出风速值，经PCI1716进行A/D 转换，将数字量输入计算机，通过数字PID 控制器输出控制量，从而改变输出的驱动电流，达到控制风速的目的。
三、实验模型：1、实验模型：非圆截面机身标准测压模型，如图2所示。
浅析某型飞机风洞测压试验数据处理
浅析某型飞机风洞测压试验数据处理针对某型飞机进行风洞测压试验是评估该型飞机性能和流场特性的重要手段。
实验数据的处理和分析是保证实验结果准确性和可靠性的关键步骤。
本文将从数据处理的角度，从准备工作、数据采集、数据预处理、数据分析几个方面来浅析某型飞机风洞测压试验数据处理。
一、准备工作准备工作是数据处理的先决条件。
在进行实验之前，需要做好以下几个方面的准备工作。
1、仔细制定实验方案，明确实验目的，确定实验参数和实验方法。
2、选择适当的仪器设备进行实验，保证测量的准确性和精度。
3、选择合适的数据采集系统，确保数据采集稳定可靠。
4、对数据处理软件进行选择和培训，保证实验结果的可靠性和有效性。
二、数据采集数据采集是实验数据处理的第一步，需要进行观测和测量，获得原始数据。
在数据采集过程中，需要进行以下操作。
1、对测量装置进行校准，确保数据采集的准确性。
2、选择适当的采样间隔和采样点数，确保数据采集的稳定性和完整性。
3、避免干扰因素的干扰，保证数据采集的准确性和可靠性。
三、数据预处理数据预处理是数据处理的关键步骤，主要用于处理噪声、信号失真和数据缺失等问题。
在数据预处理过程中，需要进行以下操作。
1、对数据进行滤波，去除高频干扰和低频噪声。
2、对数据进行校正，修正因设备效应等因素引起的信号失真。
3、对缺失数据进行插值处理，补全数据缺失引起的数据缺口。
四、数据分析数据分析是实验数据处理的重要环节，主要用于分析和评估分析实验数据的特征，从而得到实验结果。
在数据分析过程中，需要进行以下操作。
1、使用统计分析工具对数据进行分析，得出数据特征和概率分布等参数。
2、通过数据可视化，绘制出实验数据的图形，更直观地评估数据特征和异常。
3、使用计算流体力学技术，对实验数据进行数值模拟，评估流体特征和飞机性能。
综上所述，对于某型飞机风洞测压试验数据处理，需要进行准备工作、数据采集、数据预处理和数据分析等方面的处理，才能获得准确和可靠的实验结果。
浅析某型飞机风洞测压试验数据处理
浅析某型飞机风洞测压试验数据处理风洞测压试验是航空工业中非常重要的一项测试工作，通过对新型飞机进行风洞测压试验，可以了解飞机在不同气动环境下的飞行性能和受力情况，为飞机设计和改进提供重要依据。
然而，风洞测压试验所得到的原始数据需要经过一系列的处理才能得到有用的信息，这也是实现精确数据处理的一个关键过程。
一般而言，风洞测压试验所涉及的数据处理包括以下几个方面：1.数据质量控制在进行风洞测压试验时，常常会遇到一些仪器故障、数据采集错误或操作不当等情况，从而导致采集到的数据产生偏差或引入误差。
为了排除这些因素的干扰，需要在数据处理过程中进行质量控制，剔除异常数据并对数据进行校验和修正。
2.数据预处理风洞测压试验所得到的原始数据往往体量庞大、复杂度高，需要进行一系列的预处理工作来提取有用信息。
预处理的工作包括数据去噪、信号滤波、采样率转换等，以便从原始数据中提取出所需要的特征信息。
3.数据降维针对高维数据，需要进行特征提取和特征选择来降低数据维度，减少数据冗余度，提升数据可读性和分析效率。
特征提取的主要方法包括主成分分析（PCA）、独立成分分析（ICA）等，而特征选择则包括过滤式、包裹式和嵌入式等不同的方法。
4.数据建模在对数据进行建模之前，需要进行数据标准化和归一化处理，使得数据具有统一的分布和尺度。
建模的过程中，需要根据数据的实际情况选择适当的建模方法，如线性回归、非线性回归、支持向量机（SVM）等，并对模型进行评估和优化。
5.数据可视化数据可视化是对处理后的数据进行展示和呈现的过程，可以帮助分析人员直观地了解数据的变化趋势和特征，并从中发现隐藏在数据背后的规律和关系。
数据可视化的方法包括二维图表、三维图形和动态图像等方式。
在整个数据处理流程中，精准的数据质量控制和有效的数据预处理是非常重要的。
只有在保证数据质量的前提下，才能进一步进行数据降维、建模和可视化等工作，并得到准确、可靠的分析结论，从而为飞机设计和改进提供重要决策依据。
风量压力测量实验报告
一、实验目的1. 掌握风量、压力的测量原理和方法。
2. 熟悉使用风量计、压力计等测量仪器。
3. 分析风量、压力之间的关系，验证流体力学的基本规律。
二、实验原理风量是指单位时间内通过某一横截面的空气质量，通常用m³/h表示。
压力是指单位面积上受到的力，通常用Pa（帕斯卡）表示。
本实验中，通过测量空气流过一定横截面的风速和压差，计算出风量，并通过测量空气流过某一管道的压差，计算出管道内的压力。
三、实验仪器与设备1. 风量计：用于测量风速。
2. 压力计：用于测量压差。
3. 风洞：用于产生稳定的风流。
4. 横截面测量仪：用于测量横截面积。
5. 计算器：用于计算。
四、实验步骤1. 将风洞开启，调整风速至预定值。
2. 使用横截面测量仪测量风洞横截面积，并记录数据。
3. 将风量计放置在风洞出口处，测量风速，并记录数据。
4. 将压力计放置在风洞出口处，测量压差，并记录数据。
5. 关闭风洞，重复步骤2-4，进行多次测量，取平均值。
6. 计算风量：风量 = 风速× 横截面积。
7. 计算压力：压力 = 压差× 空气密度。
五、实验结果与分析1. 风量测量结果：根据实验数据，计算得到风量为（单位：m³/h）。
2. 压力测量结果：根据实验数据，计算得到压力为（单位：Pa）。
分析：根据实验结果，可以观察到风量与风速、横截面积之间的关系。
当风速增大或横截面积减小时，风量也会相应增大。
同时，可以观察到压力与压差、空气密度之间的关系。
当压差增大或空气密度减小时，压力也会相应增大。
六、实验结论1. 通过本次实验，掌握了风量、压力的测量原理和方法。
2. 熟悉了使用风量计、压力计等测量仪器。
3. 验证了流体力学中关于风量、压力的基本规律。
七、实验注意事项1. 实验过程中，注意安全，防止仪器损坏。
2. 测量数据时，确保仪器稳定，避免误差。
3. 实验结束后，清理实验场地，保持实验室整洁。
八、实验总结本次实验通过对风量、压力的测量，加深了对流体力学基本规律的理解。
风速测量实验报告体会
一、前言本次实验是关于风速测量的，通过实验，我对风速测量的原理、方法及仪器有了更深入的了解。
以下是我在实验过程中的体会。
二、实验目的1. 掌握风速测量的原理和方法。
2. 学会使用数字风向风速表等测量仪器测定风向及风速。
3. 了解风速测量在气象、环保、交通等领域的应用。
三、实验过程1. 实验原理风速测量实验主要基于流体力学原理，通过测量气流的总压和静压，计算出风速。
实验中使用的仪器有数字压力风速仪、数字风向风速表等。
2. 实验步骤（1）风洞运行，将风速调至10m/s左右。
（2）将皮托管的总压测压软管及静压测压软管和数字压力风速仪对应接口连接。
（3）打开数字压力风速仪电源，按功能键使面板切换到压力和速度显示界面。
（4）将皮托管安装在支架上，使总压管开孔方向与来流方向一致。
（5）用数字压力风速仪测量试验段出口气流总压和风速。
（6）将手持式数字风向风速表的数据采集、处理与显示部件与风速风向感应部件连接，并把感应部件伸到来流中，测定来流速度和来流方向。
要求三个风杯处于同一水平面上。
（7）改变风洞来流速度，重复步骤（5）和（6）测定第二组数据。
（8）实验结束，关闭风洞。
（9）室外有风时手持数字风向风速表到室外测定某处风向风速。
四、实验体会1. 实验原理的理解通过本次实验，我对风速测量的原理有了更深入的理解。
实验过程中，我了解到风速测量是通过测量气流的总压和静压，利用伯努利方程计算出风速。
这使我认识到，风速测量不仅仅是简单地测量风的速度，而是涉及到流体力学原理的应用。
2. 实验仪器的操作在实验过程中，我学会了使用数字压力风速仪、数字风向风速表等测量仪器。
通过实际操作，我了解到这些仪器的使用方法、注意事项及数据处理方法。
这对我在今后的学习和工作中，使用这些仪器进行相关实验具有很大的帮助。
3. 实验数据的分析在实验过程中，我学会了如何处理实验数据，包括记录数据、计算风速等。
通过对实验数据的分析，我发现了风速测量过程中可能存在的误差来源，如仪器误差、人为误差等。
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。
风压测定实验报告
一、实验目的1. 了解风压的概念及其影响因素。
2. 掌握风压的测定方法。
3. 培养实验操作能力和数据处理能力。
二、实验原理风压是指空气在流动过程中，由于流速变化而引起的压力变化。
根据伯努利方程，流速越大，压力越小；流速越小，压力越大。
本实验通过测量不同风速下的压力差，计算出风压。
三、实验仪器与设备1. 风速仪：用于测量风速。
2. 压力计：用于测量压力。
3. 气球：用于产生风速。
4. 细管：用于连接风速仪和压力计。
5. 计时器：用于计时。
6. 记录纸：用于记录实验数据。
四、实验步骤1. 将风速仪、压力计和气球连接好，确保连接处密封良好。
2. 将气球吹满气，使气球产生一定的风速。
3. 打开风速仪和压力计，开始计时。
4. 观察风速仪和压力计的读数，记录风速和压力值。
5. 重复步骤3和4，进行多次实验，确保数据的准确性。
6. 将实验数据整理成表格，进行分析。
五、实验数据实验次数 | 风速（m/s） | 压力（Pa）------- | -------- | --------1 | 2.0 | 10002 | 3.0 | 9503 | 4.0 | 9004 | 5.0 | 8505 | 6.0 | 800六、数据处理与分析1. 计算风速与压力的关系：风速与压力呈线性关系，即风速越大，压力越小。
2. 计算平均风速和平均压力：平均风速 = (2.0 +3.0 +4.0 +5.0 +6.0) / 5 = 4.0 m/s；平均压力 = (1000 + 950 + 900 + 850 + 800) / 5 = 920 Pa。
3. 分析实验误差：实验误差主要来源于风速仪和压力计的精度以及人为操作误差。
七、实验结论1. 风压与风速呈线性关系，风速越大，风压越小。
2. 本实验通过测量风速和压力，成功计算出风压，验证了风压的存在。
3. 实验过程中，操作者应严格按照实验步骤进行，确保实验数据的准确性。
八、实验反思1. 实验过程中，风速仪和压力计的精度对实验结果有较大影响，应选择高精度的仪器进行实验。
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0.0350585 0.11616397 0.19552525 0.26354919
0.93
-0.0931405 -0.0948847 -0.0940126 -0.0831113
0
0.92198612 0.69567568 0.19421709 -0.5444532
-4-
-5-
x/c
CpBiblioteka 0.015 0.03 0.045 0.06 0.085 0.11 0.135 0.16 0.185 0.21 0.235 0.26 0.285 0.31 0.335 0.36 0.385 0.4 0.415 0.43 0.455 0.48 0.53 0.58 0.63 0.68 0.73 0.83 0.93
-1-
2.3 测压系统 DSY104 电子扫描微压测量系统一套，西北工业大学研制。 测压通道： 192 通道，（±2.5kPa 160 通道，±7.5kPa 32 通道） 扫描速率： 50000 通道/秒 系统精度： ±0.1％F.S
3．实验状态与步骤 （1）大气参数： 大气压力：96.36 kPa，大气温度：20.3 摄氏度，总压：0.230495 kPa，动压： 0.228795 kPa 模型参数：NACA4412 实验状态：风速 V = 20 米/秒，迎角 α= 2度，4度，6度，8度。
0.015 0.03 0.045 0.06 0.085 0.11
（2）风速 V = 40 米/秒时模型表面的压力系数 迎角 α
2
4
6
8
下表面
0.17428265 0.56218449 0.80574313 0.93271269
-0.0694945 0.28213029 0.55235036 0.74182128
-0.0205424 0.09069254 0.19373238 0.27590201
-0.0024039 0.09692082 0.19209336 0.26825324
0.00732096 0.10303984 0.19165629 0.26169715
0.06381258 0.07703403 0.1353832 0.22290697
-2.2171447 -2.023538 -1.8752807 -1.7723727 -1.681238 -1.5979523 -1.5338528 -1.4514392 -1.3943165 -1.3594324 -1.3415543 -1.3175715 -1.2687338 -1.2299253 -1.2041983 -1.1815236 -1.133558 -1.0480921 -0.9682947 -0.9242536 -0.8754159 -0.7725079 -0.7201817 -0.6486694 -0.560151 -0.508697
-2-
0.36 0.385 0.4 0.415 0.43 0.455 0.48 0.53 0.58 0.63 0.68 0.73 0.83 0.93
0.015 0.03 0.045 0.06 0.085 0.11 0.135 0.16 0.185 0.21 0.235 0.26 0.285 0.31 0.335 0.36 0.385 0.4 0.415 0.43 0.455 0.48 0.53 0.58 0.63 0.68
（1）风速 V = 20 米/秒时模型表面的压力系数
迎角 α
2
4
6
8
下表面
0.25744448 0.60802944 0.83346778 0.9355037
0.01630831 0.33985811 0.59494791 0.76936829
-0.029477 0.2456711 0.47372575 0.64683798
-0.0538959 0.18854843 0.39872499 0.56311619
-0.1036057 0.1043906 0.287532 0.43840562
-0.0687216 0.10569875 0.26398524 0.39872499
-0.0538959 0.09828588 0.24087454 0.35991645
0.26224104 0.26180499 0.24828741 0.23651403 0.22517671 0.219072 0.22125225 0.1977055 0.19029263 0.20511837 0.23346168 0.17067034 0.16587378 0.13665837
-1.6267317 -1.5604519 -1.4697533 -1.4252761 -1.3995491 -1.3459149 -1.3166994
-1.2526 -1.2146635 -1.1972215 -1.2028901 -1.1832679 -1.1422791 -1.107831 -1.0877727 -1.0581212 -1.0441676 -0.9996904 -0.9652424 -0.8967824 -0.8409679 -0.7511414 -0.6818093 -0.6172737 -0.5383485 -0.4969237
-3-
0.73
-0.3438698 -0.3839865 -0.4092774 -0.4179984
0.78
-0.2810784 -0.3085497 -0.328608 -0.3246835
0.83
-0.2204674 -0.2352931 -0.2448862 -0.2374733
0.88
-0.1389258 -0.1445945 -0.1476469 -0.1332572
0.04152189 0.1124369 0.17887192 0.23044647
0.04141262 0.10719203 0.17078607 0.21951966
0.03758823 0.09866911 0.15920365 0.21263577
0.05955113 0.11156275 0.16903778 0.21219869
0.04159926 0.04988423 0.04944818 0.04595977 0.04465162 0.04814002 0.05729709 0.05293659 0.0599134 0.08694856 0.60323288 0.0830241 0.09479748 0.08258805
学新问题和新现象的主动性，提高学生的动手能力和相关专业知识的综合运用能 力。 2．实验设备 2.1 风洞
三元实验段： 1.05×1.2 m，V = 5 ～ 55 m/s 三元实验段(三元二元串式状态)：1.05×1.2 m，V = 5 ～ 25 m/s 二元实验段： 0.4 ×1.0 m， V = 5 ～ 75 m/s 最低湍流度： ε ＜ 0.02% 变湍流度范围：0.02% ～ 1% 2.2 模型 本次实验模型是 NACA4412 木质模型，模型基本情况如图所示，模型弦长 300mm，模型表面分三排共布置测压孔 61 个，其中上表面 32 个、下表面 29 个。
（2）大气参数： 大气压力：96.36 kPa，大气温度：20.3 摄氏度，总压：0.916980 kPa，动压： 0.915180 kPa 模型参数：NACA4412 实验状态：风速 V = 40 米/秒，迎角 α= 2度，4度，6度，8度。
4.实验结果与数据处理
Cp x/c
0.015 0.03 0.045 0.06 0.085 0.11 0.135 0.16 0.185 0.21 0.235 0.26 0.285 0.31 0.335
上表面 -1.0415513 -1.0777435 -1.0480921 -1.055941 -1.0842843 -1.0620457 -1.0685865 -1.0271616 -1.0088475 -1.0097196 -1.0341384 -1.021493 -0.9957659 -0.9639342 -0.9495445 -0.9251257 -0.9076837 -0.8697472 -0.8305026 -0.8117524 -0.7773044 -0.7415482 -0.6255587 -0.5649476 -0.4834061 -0.4602954