风洞试验-模型制作及实验步骤
建筑结构风洞试验与风荷载计算技术
建筑结构风洞试验与风荷载计算技术建筑结构的安全性和稳定性是设计和建造过程中最重要的考虑因素之一。
在自然环境中，风是对建筑结构产生最显著影响的外力之一，因此，准确计算风荷载对于建筑结构的设计至关重要。
而为了更加准确地计算风荷载，建筑结构风洞试验被广泛应用。
建筑结构风洞试验是一种通过模拟真实风场环境来研究建筑结构在风荷载作用下的响应的实验方法。
该实验方法可以提供真实的风荷载数据，是风荷载计算的重要依据。
以下将介绍建筑结构风洞试验的一般步骤，以及风荷载计算技术。
一、建筑结构风洞试验步骤：1. 风洞试验模型制作：根据实际建筑结构的特征和尺寸，制作出比例缩小的模型。
模型制作应准确还原结构的几何形状和材料特性。
2. 风洞试验设备搭建：搭建风洞试验装置，包括风洞、测力学装置、数据采集系统等。
确保试验设备的准确性和稳定性。
3. 模型放置和安装：将模型放置于风洞试验装置中，并进行固定和调整，确保模型在试验过程中的稳定性。
4. 风洞试验参数设置：根据实际情况和需求，确定试验参数，如风速、风向等。
进行试验前的参数设置。
5. 进行风洞试验：依据设置的试验参数，启动风洞试验设备，生成模拟风场，并记录结构的响应。
试验过程需要持续观测和记录数据。
6. 数据分析与结果展示：对试验数据进行分析处理，得到模型在风荷载作用下的响应特性，并通过图表等方式展示结果。
二、风荷载计算技术：1. 风洞试验数据处理：通过对风洞试验数据的处理和分析，得到模型在不同风速作用下的响应数据。
包括振动位移、应变、压力等数据。
2. 风荷载的统计特性：根据试验数据，统计分析风荷载在不同风速下的概率密度函数、平均值、方差等表示其统计特性的参数。
3. 风荷载计算模型：根据风洞试验数据和风荷载的统计特性，建立风荷载计算模型。
该模型可以根据实际工程需要进行修正和调整。
4. 结构响应计算：利用风荷载计算模型，对实际建筑结构进行风荷载计算。
结构响应计算可以包括结构位移、应变、弯矩、剪力等。
小型风洞实验报告模板
小型风洞实验报告模板1. 实验目的本实验旨在通过搭建小型风洞，模拟风场环境，以了解流体力学相关概念，并探究在风洞中空气流动特性的变化。
2. 实验原理利用风机产生气流，经过管道进入风洞，再通过风洞内的模型，观察和测量气流在模型前后的压力、速度等参数的变化，从而了解气流对物体的影响。
3. 实验装置和材料1. 小型风洞：风洞箱、风机、风洞管道、模型支架等。
2. 模型：可以选择不同几何形状的模型，如平板、球体等。
3. 测量仪器：差压传感器、风速计等。
4. 实验步骤4.1 搭建风洞1. 搭建风洞箱，确保密封性良好。
2. 将风机安装在风洞箱的一侧。
3. 连接风机与风洞箱之间的管道，确保气流能顺畅流动。
4.2 安装模型1. 根据实验需求选择合适的模型，并将其安装在风洞箱内的模型支架上。
2. 确保模型位置稳定，并与风洞箱内的气流方向对齐。
4.3 进行实验测量1. 在模型前后位置处，分别安装差压传感器和风速计。
2. 根据实验要求，记录模型前后气流的压力差和速度差等参数。
3. 可以使用数据采集系统，将实验数据进行记录和处理。
4.4 分析实验数据1. 根据实验所得数据，计算压差和速度差的平均值，并进行比较和分析。
2. 根据流体力学相关理论，理解实验结果所呈现的物理现象，如气流分离、阻力等。
5. 实验结果与讨论根据实验数据的分析，可以得出以下结论：1. 模型前后的压差随着模型的形状和尺寸的变化而变化，进一步验证了伯努利定律在风洞中的适用性。
2. 模型前后的速度差与模型的形状和尺寸密切相关，不同形状的模型会产生不同的气流效应。
3. 在实验中发现，当气流速度较大时，模型前后的压差和速度差明显增大。
本实验结果表明，小型风洞是一个有效的工具，可以用于研究和理解物体在气流中的行为。
通过改变模型的形状和尺寸，可以进一步探究气流对物体的影响，并为飞行器设计、建筑结构等领域提供参考依据。
6. 实验结论通过本次小型风洞实验，我们对气流的特性和模型的影响有了更深入的了解。
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！。
客机模型风洞实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究某型号客机模型在风洞中的气动特性，包括升力、阻力、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩等。
通过实验数据，评估客机模型的空气动力学性能，为后续的飞机设计提供理论依据。
二、实验设备1. 风洞：T-128号风洞，具备0.96马赫的试验速度，雷诺数在3.5-5百万之间。
2. 客机模型：按照实际尺寸1:1比例制作，材料为轻质合金。
3. 测量系统：包括压力传感器、力矩传感器、角度传感器等。
4. 数据采集与处理系统：用于实时采集实验数据并进行处理。
三、实验方案1. 客机模型在风洞中固定，调整角度和姿态，使模型处于水平状态。
2. 通过调整风洞的风速，模拟不同飞行状态下的气流情况。
3. 在不同风速下，测量客机模型的升力、阻力、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩等参数。
4. 利用液晶视频测量法，对机翼变形进行扰流显像研究。
四、实验结果与分析1. 升力与阻力实验结果表明，客机模型在0.96马赫的速度下，升力系数随攻角增大而增大，阻力系数随攻角增大而减小。
在攻角为15°时，升力系数达到最大值，阻力系数达到最小值。
这与理论分析相符。
2. 俯仰力矩实验结果表明，客机模型的俯仰力矩系数随攻角增大而增大。
在攻角为15°时，俯仰力矩系数达到最大值。
这与理论分析相符。
3. 滚转力矩实验结果表明，客机模型的滚转力矩系数随攻角增大而增大。
在攻角为15°时，滚转力矩系数达到最大值。
这与理论分析相符。
4. 偏航力矩实验结果表明，客机模型的偏航力矩系数随攻角增大而增大。
在攻角为15°时，偏航力矩系数达到最大值。
这与理论分析相符。
5. 机翼变形通过液晶视频测量法，对机翼变形进行扰流显像研究。
结果表明，在攻角为15°时，机翼变形较小，气动性能较好。
五、结论1. 客机模型在0.96马赫的速度下，具有良好的气动性能，升力系数、俯仰力矩系数、滚转力矩系数和偏航力矩系数均达到较优值。
客家土楼的风洞实验方案及测量系统
客家土楼的风洞实验方案及测量系统一、风洞实验方案：1.实验设备a.客家土楼模型：选择典型的客家土楼作为实验模型，模型尺寸需要按比例缩小，以适应实验室风洞的尺寸。
b.风洞：选择一个具备可调节风速和风压的风洞，以模拟不同环境下的风力情况。
c.测量设备：选择空气动力学测量仪器，如压力传感器、风速仪等，用于测量土楼外墙表面压力和风速分布等。
2.实验参数设置a.风速：根据客家土楼所处环境的风速统计资料，设置不同的风速作为实验参数，如10m/s、20m/s等。
c.实验测点：在土楼模型的外墙表面上设置一系列测点，以测量不同位置处的风速和压力分布。
3.实验步骤a.确定实验参数，包括风速、风向等。
b.放置土楼模型于风洞中心位置，保证土楼模型和风洞之间的间隙尽可能小，以减少干扰。
c.打开风洞，设置实验所需的风速和风向。
d.开始数据采集，并记录实验过程中的关键参数，如风速、压力等。
e.根据实验需求，进行多次重复实验，并通过对数据的分析和对比，确定风洞实验结果的可靠性。
4.实验数据处理a.将采集到的压力和风速数据进行整理和分析，计算出土楼表面不同位置的平均压力和风速。
b.绘制土楼表面压力和风速的分布图，便于观察土楼不同部位的风载荷情况。
c.使用数值方法，如计算流体力学（CFD）模拟等，对风洞实验结果进行验证和分析，进一步提高实验结果的可信度。
二、测量系统1.压力测量系统a.压力传感器：选择高精度的压力传感器，能够准确测量不同点位的压力差。
b.数据采集器：选择合适的数据采集器，用于将压力传感器采集到的数据进行存储和传输。
2.风速测量系统a.风速仪：选择高精度的风速仪，能够实时监测不同点位处的风速。
b.数据采集器：选择合适的数据采集器，用于将风速仪采集到的数据进行存储和传输。
3.数据处理系统a.计算机软件：选择适用于空气动力学实验数据处理的计算机软件，用于对采集到的数据进行整理、分析和绘图。
b.数据分析算法：使用合适的数据分析算法，对实验数据进行处理，得出土楼外墙表面压力和风速的分布情况。
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。
风洞试验方案
风洞试验方案一、引言风洞试验是航空航天、汽车工程、建筑等领域中必不可少的研究手段之一。
通过在风洞中对模型进行气动力测试，可以获取与实际情况相似的数据，从而评估设计方案的可行性和优化设计。
本文将介绍一种风洞试验方案，以期为相关研究提供参考。
二、目标本次风洞试验的主要目标是研究某型飞机机翼在不同飞行速度和攻角下的气动力性能。
通过测量机翼的升力、阻力、升力系数和阻力系数等参数，评估机翼的气动性能，并为后续的飞行器设计提供参考数据。
三、试验设备1. 风洞：采用水平流向风洞，具备可调节风速和风向的功能，以满足不同试验要求。
2. 模型：选择适用于飞机机翼的缩比模型，考虑到兼容性和可重复性，模型尺寸与实际情况保持一定比例。
模型制作材料要求具备良好的刚度和表面光滑度，以保证试验数据的准确性。
3. 数据采集系统：采用高精度的传感器和数据采集设备，能够实时记录模型在不同试验条件下的气动力数据。
同时，确保数据采集系统的准确性和稳定性，以避免数据误差对试验结果的影响。
四、试验步骤1. 模型准备：在试验开始前，对模型进行必要的准备工作，包括清洁模型表面、确认模型的尺寸和重量等，以确保试验的可靠性和重复性。
2. 试验条件设定：根据试验目标，设定不同的飞行速度和攻角组合。
在设定试验条件时，需要考虑模型受风洞流场影响的因素，如风洞尺寸、风洞流场均匀性等。
3. 实施试验：将模型放置在风洞中心位置，根据设定的试验条件进行试验。
在每组试验中，要确保模型的姿态稳定和位置准确，以保证试验数据的准确性。
4. 数据采集：在试验过程中，通过数据采集系统实时记录模型的气动力参数。
同时，应确保数据采集设备的稳定性和准确性，以保证试验数据的可靠性。
5. 数据分析：对采集到的试验数据进行处理和分析，计算升力系数、阻力系数等气动力参数，并绘制相关曲线和图表。
通过对数据的分析，评估模型在不同试验条件下的气动性能。
六、试验安全与注意事项1. 设备安全：确保风洞设备的稳定运行，避免发生故障或安全事故。
风洞试验-模型制作及实验步骤
实验模型的制作1.工程背景与概况本次实验旨在研究一拟建高层玻璃幕墙结构建筑的表面风压分布情况，为玻璃幕墙的设计强度、施工工艺和材料选用提供依据。
该高层建筑，高41层（120米），水平面为L 形，底部4层或作商用，上部37层为办公用房，整体采用钢结构，立面采用玻璃幕墙装饰。
基于该建筑的以上特点，风荷载成为其侧向控制荷载。
2.模型设计与加工建筑模型的设计与加工，应遵循“相似准则”，以实际高层建筑为原型，采用1:200的缩尺比，绘制完成建筑模型图、构件加工图，加工得到实物模型，具体步骤如下：（1）建筑模型图以拟建高层玻璃慕青结构建筑为原型，以1:200的缩尺比对长宽高三个方向进行等比例缩小，得到模型的各个立面图及俯视平面图。
同时，为满足测量建筑表面风压系数的需要，应对需要布置测压管的位置进行标记。
测压管的布置采取水平向均匀布点、竖直向取特征位置布点的方法，在模型顶面和四面共布置了234个测点，在图中以“十”字标记。
（2）构件加工图模型加工材料为4.5mm 厚的有机玻璃，首先在考虑材料厚度的前提下设计实验模型的拼装方法，再按照拼装方法计算各拼装构件的尺寸，最终获得各拼装构件的加工图及试验模型拼装说明图，以AutoCAD 文件输出。
（3）机械加工将设计好的构件加工图纸导入数控车床的控制系统中，以4.5mm 厚的有机玻璃板为原料在数控车床上加工出期望的拼装构件，并按照设计的数目在标记的测压管位置打出测压孔。
3.测压管的安装与编号模型拼装之前需要在其表面埋入内径为ϕ1mm的黄铜管，通过内径为ϕ1.4mm的乙烯树脂管与黄铜管及压力扫描阀进行紧密连接，再接到压力传感测量模型表面各测压点的风压。
测压管的安装步骤如下：（1）埋置测压管将测压管（内径为ϕ1mm的黄铜管）埋入有机玻璃构件上预先打好的测孔中，用502胶水粘接，为防止502胶水通过测孔渗入测压管中而将其堵塞，应该首先在模型表面粘上一层透明胶纸，要求测压管与模型表面保持垂直且平齐。
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实验模型的制作
1.工程背景与概况
本次实验旨在研究一拟建高层玻璃幕墙结构建筑的表面风压分布情况，为玻璃幕墙的设计强度、施工工艺和材料选用提供依据。
该高层建筑，高41层（120米），水平面为L 形，底部4层或作商用，上部37层为办公用房，整体采用钢结构，立面采用玻璃幕墙装饰。
基于该建筑的以上特点，风荷载成为其侧向控制荷载。
2.模型设计与加工
建筑模型的设计与加工，应遵循“相似准则”，以实际高层建筑为原型，采用1:200的缩尺比，绘制完成建筑模型图、构件加工图，加工得到实物模型，具体步骤如下：
（1）建筑模型图
以拟建高层玻璃慕青结构建筑为原型，以1:200的缩尺比对长宽高三个方向进行等比例缩小，得到模型的各个立面图及俯视平面图。
同时，为满足测量建筑表面风压系数的需要，应对需要布置测压管的位置进行标记。
测压管的布置采取水平向均匀布点、竖直向取特征位置布点的方法，在模型顶面和四面共布置了234个测点，在图中以“十”字标记。
（2）构件加工图
模型加工材料为4.5mm 厚的有机玻璃，首
先在考虑材料厚度的前提下设计实验模型的拼
装方法，再按照拼装方法计算各拼装构件的尺
寸，最终获得各拼装构件的加工图及试验模型
拼装说明图，以AutoCAD 文件输出。
（3）机械加工
将设计好的构件加工图纸导入数控车床的
控制系统中，以4.5mm 厚的有机玻璃板为原料
在数控车床上加工出期望的拼装构件，并按照
设计的数目在标记的测压管位置打出测压孔。
3.测压管的安装与编号
模型拼装之前需要在其表面埋入内径为ϕ1mm的黄铜管，通过内径为ϕ1.4mm的乙烯树脂管与黄铜管及压力扫描阀进行紧密连接，再接到压力传感测量模型表面各测压点的风压。
测压管的安装步骤如下：
（1）埋置测压管
将测压管（内径为ϕ1mm的黄铜管）埋入有机玻璃构件上预先打好的测孔中，用502胶水粘接，为防止502胶水通过测孔渗入测压管中而将其堵塞，应该首先在模型表面粘上一层透明胶纸，要求测压管与模型表面保持垂直且平齐。
测压管埋好后用洗耳球检查是否通畅，如不通气应用细针进行疏通或重新埋置。
（2）连接树脂管
测压管埋置完成后，将内径为ϕ1.4mm的乙烯树脂管裁剪成90cm左右的长度，一端接到测压管，另一端留作与压力扫描阀的连接。
（3）测压管编号
为了方便数据的采集与分析，需要对每一个测压管进行编号。
我们采用局部编号的方法，首先对每一块板（模型的四个立面和一个顶面）依次编号，再在每一块板上运用二维坐标的方法进行编号，最终每一个测压管都将得到一个三维向量，用记号笔写在胶纸上贴于树脂管上。
模型组装及及扫描阀连接
（1）实验模型的拼装
将埋有测压管和树脂管的模型构件按照模型拼装图的说明依次拼接，拼接采用三氯甲烷玻璃胶进行粘接。
拼接操作应在平整的水平面进行，保证模型各立面间的垂直度。
因三氯甲烷为易挥发有毒液体，操作完成后应及时洗手。
（2）扫描阀连接与编号
模型拼装完成后，将从模型底面穿出的树脂管与压力扫描阀连接，压力扫描阀是一个有64个接口（从1至64编号）的金属元件，每一个压力扫描阀又有编号，因此各个接口的编号方法与之前类似。
树脂管与扫描阀接口的连接应按照一定的次序进行，最后将两组编号一一对应起来，便于数据的采集与分析处理。
四、实验方法和步骤
1.自然风场的模拟
试验在浙江大学土木水利工程实验中心的4m(宽)×3m(高)×18m(长)的试验段风洞进行，为了考虑临近建筑物的干扰影响, 试验中模拟了拟建建筑周边的其它建筑物，根据建筑场地的实际情况和风统计资料, 利用尖塔、挡板、粗糙元等来再现相对接近实际地表面状况的方法，模拟了风速剖面幂指数为0.3的大气边界层，大气边界层模拟比为1:300。
2.建筑模型的固定
（1）固定建筑模型
将拼接好的建筑模型固定在风洞中的转盘中心位置，并将接有测压管的电子扫描阀与测压传感器连接。
（2）确定风向位置
试验中通过转动转盘模拟了24个等间隔来流风向（15°），因此首先确定0°为北风来流，90°为东风来流，据此来判断试验风向与实际风向的对应关系。
3.数据的采集
（1）测压原理
利用柔性树脂管将测点压力连接到扫描阀上, 扫描阀相当于一个自动转换开关, 能使不同的测点压力依次与压力传感器相连, 为了保证脉动信号不产生畸变, 专门设计了一套测压管路, 用串接毛细管的方法较好地改善了系统的频响特性. 压力传感器的输出信号经放大器放大后, 送入信号分离器将动、静态信号分开, 然后再对动态信号放大, 分别送入风洞的数据采集系统, 并由计算机进行分析处理.
（2）风向控制
在模拟的风环境中，通过转动转盘使得试验模型处在不同的风向角作用下，当一个风向角下的所有测孔的压力测完后, 再依次转到另一个风向角下重复试验, 直到24个风向角全部做完. 所有点的压力数据全部用系数形式给出，最终得到各测点在不同风向下的平均风压系数和均方根风压系数。
（3）风速测量
在实验中用皮托管测量来流的风速，参考点高度为建筑顶部距地面0.6m，参考点试验风速为10.2m/s。
小组成员：刘琛
张攀
高神骏
姚宁波
安赓。