气象低速风洞参数及性能测试
SHFD低速风洞全机测力实验报告报告
飞行器设计与工程专业综合实验SHFD低速风洞全机模型气动力和力矩测量试验报告院系：专业：飞行器设计与工程班级：学号：姓名：风洞试验任务书姓名：班级：2 学号：指导教师：完成日期：2015年9月20日实验小组：第二组组长：（学号：）小组成员：姓名学号试验任务表实验风洞：SHFD 时间：2014.8.31~2015.9.20试验类型试验状态备注DSBM-01 标模测力试验纵向试验β=00：α=-40~120 ; ∆α=20β=00：α=120~320;∆α=40试验风速V=27m/s 横向实验α=40：β=-160~160；∆β=40α=80：β=-160~160；∆β=40摘要本次试验采用SHFD低速闭口回流风洞对DBM-01标准模型在不同迎角及侧滑角下受升力，阻力，侧力，俯仰力矩，滚转力矩，偏航力矩变化情况进行了测量，对SHFD低速风洞进行了详细的介绍，包括风洞的动力系统、控制和数据采集系统等。
最后根据模型所受各力随迎角变化情况应用tecplot 软件绘制出Cy-α，Cy-Cx，Mz-Cy，Cz-β，Mx-β，My-β曲线。
关键词 DBM-01标模测力实验 SHED风洞 tecplot目录第一章实验名称与要求 (1)1.1 实验名称 (1)1.2 实验要求 (1)第二章实验设备 (1)2.1风洞主要几何参数 (1)2.2流场主要技术指标 (2)2.3 控制与数据采集系统 (2)2.4 风洞动力系统 (2)2.5 DBM-01标准模型 (2)第三章风洞实验原理 (4)3.1相对性原理和相似准则 (4)3.2主要测量过程 (4)第四章实验方法及步骤 (6)4.1 了解风洞组成及开车程序 (6)4.2 制定试验计划 (6)4.3 模型及天平准备 (6)4.4实验步骤 (8)第五章实验数据处理与分析 (9)5.1干扰修正计算 (9)5.2实验结果分析 (11)结论 (21)参考文献 (22)第一章实验名称与要求1.1 实验名称全机模型气动力和力矩测量1.2 实验要求通过低速风洞常规测力试验，深化对空气动力学理论的理解，初步掌握空气动力低速风洞试验技术：常规测力实验设备的使用，了解使用工业控制机对风洞风速和模型姿态角控制和信号采集及处理的基本方法。
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。
风洞实验
如果风洞试验显示结构顶点最大加速度超限或业主要求提高舒适度标准，可以考虑在房屋顶部设置调谐质量阻尼器（TMD）。
结构构件设计采用中国规范和风工程顾问提供的风洞荷载。
风洞实验wind tunnel experiments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。
风洞实验的理论依据是流动相似原理。
由于风洞尺寸、结构、材料、模型、实验气体等方面的限制，风洞实验要作到与真实条件完全相似是不可能的。
通常的风洞实验，只是一种部分相似的模拟实验。
因此，在实验前应根据实际内容确定模拟参数和实验方案，并选用合适的风洞和模型。
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。
模型的设计和制造是风洞实验的一个关键。
模型应满足如下要求：形状同实物几何相似或符合所研究问题的需要（如内部流动的模拟等）；大小能保证在模型周围获得所需的气流条件；表面状态（如光洁或粗糙程度、温度、人工边界层过渡措施等）与所研究的问题相适应；有足够的强度和刚度，支撑模型的方式对实验结果的影响可忽略或可作修正；能满足使用测试仪器的要求；便于组装和拆卸。
此外，某些实验还对刚度、质量分布有特殊要求。
模型的材料在低速风洞中一般是高强度木材或增强塑料，在高速和高超声速风洞中常用碳钢、合金钢或高强度铝合金。
有些实验根据需要还采用其他材料。
模型通常都是缩尺的，也有全尺寸的，有时还可以按一定要求局部放大。
对于几何对称的实物，还可以利用其对称性做成模拟半个实物的模型。
风洞测力实验ppt课件
（1）根据相似准则，模型必须与实物做到几何相似； （2）对于那些不能简单模拟的部件，可以采用其它的一些办 法进行补救模拟。
2. 模型的尺寸
• 为了能真实的模拟绕飞行器的流动不会因为其它的干扰而 受到影响，模型在风洞中不能太大；
•
为了能真实的模拟飞行器的外形，使实验的雷诺数更加接 近飞行的雷诺数，模型要尽可能的大。
（4）电阻应变片 是一种利用金属或半导体材料受拉 伸或压缩变形后电阻值可以发生变化 的一种敏感元件。通常制成栅状
L dL dD d 2 A L D
dR dD d 2 R D dR / R K0
R K R
二、风洞测试设备
（5）应变天平的测量电桥
电桥处于平衡时：
R1R3 R2 R4
当电桥阻值产生微小增量时：
R1 R2 R3 R4 n U E 2 R R R R 1 n 1 2 3 4 1 U E gK 1 2 3 4 4 R1 R3 n 1 R2 R4
测力天平1应变式天平和机械式天平惠斯登电桥机械式天平应变式天平二风洞测试设备2应变式天平原理通过测量敏感元件电阻应变片的输出电压来测量模型空气动力的一种装置3应变式天平的组成弹性元件电阻应变片测量电路稳压电源信号调理放大器组成4电阻应变片是一种利用金属或半导体材料受拉伸或压缩变形后电阻值可以发生变化的一种敏感元件
二、风洞测试设备
2.测力天平
（1）应变式天平和机械式天平
惠斯登电桥
机械式天平
应变式天平
二、风洞测试设备
（2） 应变式天平原理 通过测量敏感元件-电阻应变片的输 出电压来测量模型空气动力的一种装 置
可移动微型低速风洞的设计与试验
可移动微型低速风洞的设计与试验刘海洋;孔丽丽;陈智;宣传忠;宋涛;司志民【摘要】针对大型风洞造价昂贵，开机成本高且实验段风速稳定性较差，对低成本热敏风速传感器、集沙仪、皮托管等设备的测量、检验及标定等工作带来不便等问题，结合风洞设计原理，采用小体积多叶风机及高性能变频调速器，设计了一种能够快速准确地提供稳定风源的低成本可移动微型低速风洞，并通过增加大角度扩散段的方法提高收缩比。
该风洞为圆形闭口低速风洞，总体尺寸长2．63m，入口直径60mm，实验段直径0．12m、长0．3 m，稳定段直径为0．36m、长0．36m；采用铝箔厚0．06mm的六边形蜂窝器和3层阻尼网对气流进行整流，获得相对稳定均匀的流场。
实验表明：该风洞入口风速为0～38．6m／s，实验段风速0～17．6m／s，风速精度达0．2m／s；实验段内部气流均匀性和稳定性较好，中心截面处边界层厚2．26mm，沿气流方向静压梯度小，流场稳定部分占其截面积的70％以上，满足实验设计要求。
%Because the large wind tunnels are expensive, high cost and poor stability of wind speed in experiment sec-tion, it brings inconvenient to measure, inspect and calibrate the low-cost thermal equipment, including wind speed sen-sors, sand samplers, pitot tubes.In this paper, according to the principle of wind tunnel design, a low-cost moveable mini low speed wind tunnel which can quickly and accurately provide air stability has been designed, using small volume and multi-blade centrifugal fan and high-performance variable-frequence governor.At the same time, a large angle dif-fuser has been added to improve the contraction ratio of the wind tunnel.It is a closed circular wind tunnel that is only 2. 63m in length and 60 mm in entrancediameter.Experimental section is 0.12m in diameter, and 0.3m in length.While the length and diameter of steady section are all 0.36m.In order to get a relatively stable and uniform flow field, a hexa-gon cellular whose aluminum foil thickness is only 0 .06 mm and 3 layer damping mesh had been used to improve of air-flow.Experiments show that the range of wind speed at the entrance is 0 ~38.6 m/s, and the wind speed in experimen-tal section can reach 17.6m/s, with the accuracy 0.2 m/s.The uniformity and stability of air flow in experimental sec-tion is preferable, and the thickness of boundary layer is about 2.26 mm.The static pressure gradient in the direction of air flow is small, and the stable part of flow field is more than 70%of the cross-sectional area.This wind tunnel has sat-isfied the requirement of experimental design.【期刊名称】《农机化研究》【年(卷),期】2016(000)009【总页数】6页(P244-249)【关键词】微型低速;风洞;收缩比;边界层;稳定流场【作者】刘海洋;孔丽丽;陈智;宣传忠;宋涛;司志民【作者单位】内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 010018;内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 010018;内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特010018;内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 010018;内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 010018;内蒙古农业大学机电工程学院，呼和浩特 010018【正文语种】中文【中图分类】S237风洞是一种采用动力装置产生和控制均匀气流的管道状试验设备,根据运动的相对性和相似性原理以进行各种类型的空气动力学实验研究。
风洞和风洞试验
张线天平
五、风洞试验
百闻不如一见，怎样观察到空气的流动状态？
飞机升力系数随攻角的变化 前缘缝翼和后缘襟翼的影响
五、风洞试验
0度攻角
15度攻角
汽车流动显示
纹影观察火焰
五、风洞试验
我有一个梦想！
美国NASA Ames研究中心
俄罗斯中央流体动力研究院（TsAGI） 法国ONERA莫当研究中心
招 聘 公 告
一、风洞试验的理论
风洞的尺寸、风速、压力等无法实现真实飞行环境，怎么办？
载客量：大于500人 长度：73 米 翼展：79.8 米 高度：24.1 米
一、风洞试验的理论
风洞的尺寸、风速、压力等无法实现真实飞行环境，怎么办？
Ma>5 (高总温)
三、高低速风洞结构
从低速起飞！
舰载机和低速风洞结构
三、高低速风洞结构
三、高低速风洞结构
超声速风洞，主要模拟相似准则： 1.4< Ma<5 可否通过提高低速风洞风扇转速实现超声速？
怎样让试验段的气流达到超声速？
低速风洞运行方式：一级轴流式风扇驱动
三、高低速风洞结构
气体沿变截面管道的流动：
连续方程：
d dV dA 0 V A
动量方程:
1 V dV
dp
速度与Ma、截面积关系: dV 1 dA (A为某一截面的面积) V Ma2 1 A
是否先收缩后扩张的喷管都能产生超声速？
根据等熵关系式：
1 Fr 2
fx
1 Ma2
p x
低速风洞实验在气动优化中的应用
低速风洞实验在气动优化中的应用随着现代科技的快速发展，气动设备在各个领域中的应用越来越广泛。
在航空、汽车、船舶、建筑等方面，气动优化的需求也越来越高。
对于气动优化来说，通过低速风洞实验进行模拟分析是一种较为常见的方法。
低速风洞实验可用于测试、观测、分析各种流体力学现象，从而对气动设备进行优化。
一、低速风洞实验及其原理低速风洞实验是评估机翼和其他航空器构件性能的主要方法之一，同时也是各种共振结构、车辆和建筑物外形模型的优化形状设计的工具之一。
低速风洞实验的原理是通过使用一个加速气流来模拟现实中的行车、飞行和流体运动。
风洞内的模型是按照实际大小和比例制造，通过调整风洞的参数来模拟不同的外部条件，例如空气流动的速度、温度、湍流等信息。
通常，低速风洞实验的流速范围为30 m/s至飞行速度以下。
为了达到低速风洞实验的目的，风洞室内必须具有恒定气流、无湍流、无旋转流等特点。
为了进一步确保实验过程中的稳定性，风洞室内还需要对气流流向控制、气象环境进行管理等。
二、低速风洞在气动优化中的应用在各种气动设备中，低速风洞实验的应用尤其重要。
通过低速风洞实验，气动设备的设计和制造过程可以更加准确和高效。
在飞机和汽车的气动优化、建筑物外形设计中，低速风洞实验特别常见。
1. 飞行器气动特性优化飞行器受空气流动的影响非常大，因此在航空器的设计、制造及测试阶段，气动参数的优化至关重要。
低速风洞实验是评估机翼和其他航空器构件性能的主要方法之一。
例如，对于飞机机翼的气动优化，可以通过低速风洞实验控制风速和风向等参数来进行气动力测试，以寻找更优秀的翼型和气动表现。
2. 汽车气动特性优化在汽车制造过程中，低速风洞实验主要用于汽车外形的风险分析和优化设计。
通过低速风洞实验对汽车外形进行测试，可以掌握汽车在行驶时的风阻及其产生的气动力特性，从而优化整车的设计。
3. 建筑外形设计在现代建筑设计中，建筑外形设计不仅要注重美观、时尚，也要考虑到气动力学因素。
风洞的参数
标题：风洞参数详解
风洞是一种用于模拟空气流动的实验室设备，广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑研究等领域。
以下是风洞的主要参数及其含义：
1. 风洞尺寸：风洞的尺寸通常用洞径或洞长来表示。
洞径是指风洞的圆形截面直径，洞长则是指风洞的直线距离。
这些参数决定了风洞的容量和功率，是风洞设计中的重要因素。
2. 气流速度：气流速度是风洞的主要参数之一，它决定了风洞模拟空气流动的能力。
一般来说，更高的气流速度意味着更高的模拟精度和更大的动态范围。
3. 气流温度：气流温度是指进入风洞的气体温度。
在某些领域，如航空航天和汽车工程，气流温度对空气动力学性能有重要影响。
4. 气流密度：气流密度是指单位体积内气体的质量。
气流密度对空气动力学性能有重要影响，因此在某些领域，如汽车工程中，需要精确控制气流密度。
5. 驱动功率：驱动功率是指驱动风洞运转所需的能量。
它取决于风洞的尺寸、气流速度和温度等多个因素。
6. 稳定性：稳定性是衡量风洞性能的重要参数，它决定了风洞在高速运行时的稳定性和精度。
7. 控制系统：风洞控制系统负责控制气流速度、温度、密度等参数，以确保模拟结果的准确性。
总之，了解和掌握风洞的参数对于正确使用和优化风洞性能至关重要。
通过合理选择和调整这些参数，我们可以获得更准确、更可靠的模拟结果，从而推动相关领域的研究和发展。
风洞试验方案
1.模型在试验过程中的受力、温度、压力等参数应符合设计要求。
2.试验结果应满足相关技术标准及工程设计要求。
3.对试验结果进行分析，提出优化建议。
八、试验周期
根据试验项目及试验设备性能，预计试验周期为一个月。
九、试验费用
根据试验项目、设备使用、人力资源等综合因素，预计试验费用为人民币XX万元。
风洞试验方案
第1篇
风洞试验方案
一、方案背景
风洞试验是研究流体力学、空气动力学等领域的重要手段，通过对模型在模拟气流环境下的受力、温度、压力等参数的测试，为工程设计、科学研究提供基础数据。本方案旨在制定一套合法合规的风洞试验方案，确保试验过程安全、可靠、高效。
二、试验目的
1.分析模型在特定风速、风向条件下的气动特性。
二、试验目的
1.评估模型在不同风速和风向条件下的气动特性。
2.分析模型结构的稳定性，以及气流对其影响。
3.提供工程设计所需的基础数据和理论依据。
三、试验依据
1.法律法规：依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国产品质量法》等相关法律法规。
2.技术标准：参照GB/T 1236-2017《风洞试验方法》、ISO 5130:2017《风洞试验基准》等标准。
5.数据处理与分析：对采集到的数据进行处理和分析，得出试验结果。
6.试验报告：撰写试验报告，包括试验过程、数据、结果等。
六、试验安全保障
1.风洞设备操作人员应具备相关资质，严格遵守操作规程。
2.试验现场应设立安全警示标志，确保试验过程中人员安全。
3.定期对风洞设备进行检查、维护，确保设备安全运行。
4.建立试验应急预案，提高应对突发事故的能力。
五、试验步骤
风洞实验报告
风洞实验报告风洞实验报告一、引言风洞实验是一种重要的工程实验方法，可以模拟大气中的空气流动情况，用于测试和研究各种物体在气流中的性能和特性。
本文将介绍一次针对某飞行器模型的风洞实验，包括实验目的、实验过程、实验结果和结论。
二、实验目的本次实验的目的是通过风洞实验，对某飞行器模型在不同风速下的气动特性进行测试和分析，为飞行器的设计和改进提供参考依据。
具体目标如下：1. 测试飞行器在不同风速下的升力和阻力变化情况，了解其气动性能；2. 研究飞行器在不同风速下的稳定性和操纵性，评估其适航性；3. 分析飞行器在不同风速下的气动力分布，寻找潜在的改进方向。
三、实验过程1. 实验设备准备：在实验室中搭建风洞装置，包括风洞本体、风速控制系统、数据采集系统等。
确保设备正常运行和准确测量。
2. 实验样本制备：根据飞行器模型的设计要求，制作样本并进行必要的校正和调整，确保样本符合实验要求。
3. 实验参数设置：根据实验目的，确定实验参数，包括风速范围、采样频率、测量点位置等。
4. 实验数据采集：将样本放置在风洞中，通过数据采集系统记录风速、升力、阻力、气动力矩等数据，并实时监测飞行器的姿态。
5. 数据处理与分析：对采集到的数据进行处理和分析，得出实验结果，并与理论计算结果进行对比。
四、实验结果1. 升力和阻力变化曲线：通过实验数据的分析，得到了飞行器在不同风速下的升力和阻力变化曲线。
结果显示，在低速风洞实验中，飞行器的升力随着风速的增加而线性增加，而阻力则呈指数增加。
在高速风洞实验中，升力和阻力的增长趋势逐渐趋于平缓。
2. 稳定性和操纵性评估：通过实时监测飞行器的姿态，得到了飞行器在不同风速下的稳定性和操纵性评估结果。
结果显示，在较低风速下，飞行器的稳定性较好，操纵性较强；而在较高风速下，飞行器的稳定性和操纵性受到较大的挑战。
3. 气动力分布分析：通过实验数据的处理，得到了飞行器在不同风速下的气动力分布情况。
结果显示，在低速风洞实验中，飞行器的气动力主要集中在机翼和尾翼上，而在高速风洞实验中，气动力分布更加均匀。
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气 象 低 速 风洞 参 数 及 性 能测 试
韩 书新 ， 孙仁 霞 ， 魏 新 华
（ 黑 龙 江 省 大 气 探 测 技 术 保 障 中心 ， 哈尔滨 １ ５ ０ ０ ３ ０ ）
摘 要 ： 通过 对风 洞不 同风 速段 进行“ 频 率一 速 度” 参数拟合， 校 正 了气 象风 洞 的实 验参 数 ， 并
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Ｈａ ｎ Ｓｈｕ ｘｉ ｎ， Ｓｕｎ Ｒｅ ｎｘ ｉ ａ， Ｗｅ ｉ Ｘｉ ｎｈｕ ａ
第 ４期
２ ０ １ ３年 １ ２月
气 象 水 文 海 洋 仪 器
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速 的提 高 ， 风 洞风 场对 外界 环境 变化 的反 映 变得不 敏感 。
关键 词 ： 风洞； 参 数拟 合 ； 风速 稳 定 性 ； 气 流均 匀性
中图分 类号 ： Ｐ ４ ２ ５ 文献 标识码 ： Ａ 文章编 号 ： １ ０ ０ ６ — ０ ０ ９ Ｘ（ ２ ０ １ ３ ） ０ ４ — ０ １ ２ ２ — ０ ３
ｌ ｏ ｗ， ｔ ｈｅ ｔ ｕｎ ｎｅ ｌ ｗｉ ｎｄ ｆ ｉ ｅ ｌ ｄ ｂ ｅ ｌ ｏ ｎｇ ｓ ｔ ｏ ｌ ａ ｍｉ ｎ ａ ｒ ａ ｎｄ ｂｕｆ ｆ ｅ ｒ ｌ ａ ｙ ｅ ｒ ｓ ．Ｈ ｏ ｗｅ ｖｅ ｒ， ｗｈｅ ｎ ｔ ｈｅ ｗｉ ｎ ｄ ｖｅ ｌ ｏ ｃ ｉ ｔ ｙ ｉ ｓ
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对风 洞的风场 气流均 匀性及 风速 稳定 性进 行 了测 试 。 当风 速 相对 较 低 时 ， 整个 风 洞风 场 属 于
层 流及 缓冲 层 范畴 ， 而在高 风速 下 ， 风 场属 于 湍流 范畴 。在 ０ ～１ ｍ／ ｓ风速 段 ， 特 别是 在风 速低 于０ ． ５ ｍ／ ｓ时 ， 风速 变异 系数 Ｃ ． Ｖ及 风 速 相对 偏 差 ６都 达 到 了较高 的水平 ， 外 界环 境 的 变 化 对 风 洞风场 的影 响较 大 ； 而 当风 速在 １ ～３ ０ ｍ／ ｓ范 围时 ， 两个 指标 均 相 对较 低 ， 这 说 明随 着风