低速风洞稳风速控制系统的设计
可调低湍流度的低速风洞设计及低雷诺数下微型飞行器机翼绕流控制的数值模拟
上海大学硕士学位论文可调低湍流度的低速风洞设计及低雷诺数下微型飞行器机翼绕流控制的数值模拟姓名：李强申请学位级别：硕士专业：流体力学指导教师：翁培奋;丁珏20060701同一个来源一翼型的拍扑；也不同于旋翼，因拍扑翼是一种三维运动，远远要比旋翼复杂。
由于要实现拍扑十分困难，不论大型还是微型的，目前为止，没有持续的飞行成功的扑翼式飞行器（目前，ｃａｌＴｅｃｈ所设计的扑翼式微型飞行器仅能飞行约４０秒）。
这种飞行器的设计采用仿生学原理，仿效了自然界中很多对象的飞行，如各类虫、鸟等都是利用它们翅膀做拍扑运动的同时产生推力和升力。
如图１．２中左图所示，图中给出的是爱普生公司研制的飞行机器人模型ｉＦＲ－ＩＩ。
这款机器人具有蓝牙无线控制独立飞行功能和“全球最小及最轻的陀螺仪传感器”，另外该机器人还带有一个可以捕获和将空中图像传输到地面监视器中的图像传感器。
这款机器人直径为１３６毫米，高８５毫米，不计电池重８．６克，其一次可以飞行大约３分钟【６】。
图１．１固定翼式ＭＡＶＳ［５】（自左向右，ＡｍＶ曲ｎ∞ｔ公司的‘＂ＢｌａｃｋＷｉｄｏｗ”，Ｍｕ｝的“Ｔｒｏｃｈｏｉｄ＂，佛罗里达大学的柔性机翼微型飞行器）图１－２旋翼式微型飞行器嗍（左）和扑翼式微型飞行科７１（右）微型飞行器与大型飞行器的空气动力学特性有着很大的区别【８】，这主要体现在以下几个方面。
§１．２．Ｉ低雷诺数大型飞行器的雷诺数很大，所受到的空气粘性影响很小，其作用在一般情况下可以忽略，所以大型飞行器凭借机翼升力可以很容易就飞起来；而微型飞行器由于尺寸微小，飞行速度又较低，所以相应的雷诺数也就很小，而且升阻比往往随着Ｒｅ数的降Ｑ，＝Ｇ＝Ｃｌ＝１４４００（ｍ３／ｈ）（４）斜流式风机的选取根据前面已经求得的风机的功率Ⅳ及风机的风量，选择一台合适的标准斜流式风机。
经广泛调研后，确定型号为￥１Ｇ低噪声斜流式风机７．Ｏｓ。
其风量为Ｑ，＝１８０００ｍ３／ｈ，噪声水平为６４ｄＢ，功率为Ｎ＝３．０Ｋｗ，风机内径７００ｍｍ。
小型风洞设计制作及稳定段研究
小型风洞设计制作及稳定段研究摘要风洞是从事飞行器研制和空气动力学研究的最基本的实验设备。
迄今为止绝大部分空气动力学实验都是在风洞中完成的。
风洞的发展是同航空航天技术紧密相关的，风洞是研制新型飞行器的重要物质基础。
稳定段及其内部的整流装置是风洞不可或缺的组成部分。
整流装置包括纱网和蜂窝网等，其设计目的是使气流均匀或降低紊流度。
关键词小型风洞；纱网；均匀性；稳定段；能量损失在本次研究中，设计并动手制作可用于实际操作的小型风洞，着重对其稳定段进行研究，从而设计出适合于一类小型风洞的稳定段。
一方面，在理论计算与实验中记录有意义的数据，为以后进一步的研究提供依据。
另一方面，此次研究所制作出的小型风洞，可以用于实际的风洞实验，如小型风力发电机的测试等。
在研究的前期进行小型风洞的设计，绘制小型风洞的设计图纸。
在研究的第二阶段，根据设计动手制作小型风洞。
在制作过程中，不断根据实际情况，对图纸细节进行调整和改进。
在研究的第三阶段，对已制作完成的小型风洞稳定段中的纱网进行控制变量的研究与分析。
对于低速小型风洞，进口风速为10m/s～18m/s时，在综合气流均匀性、稳定性和气流能量3个指标之后发现，网丝直径d与网眼尺度l的比值为0.37，每层纱网间距为2cm的三层纱网组合为最优纱网组合。
1 研究方法及过程1.1 小型风洞的设计1.1.1 风洞整体的布置小型风洞是由风扇、风洞本体和测量仪器系统三部分组成。
如图1所示为风洞的整体布置图。
①为风扇。
②为风洞本体。
③为传感器组1.1.2 风扇的设计根据研究需要，风扇选用具有调速功能的低速风扇，其风速范围为：10m/s ～20m/s。
出风口为正方形，内径为11.6cm，外径为12cm。
在风洞的出口和进口，分别放置两个相同型号的风扇，进口的风扇向风洞内鼓风，出口的风扇从风洞内吸风，并始终调节两风扇的鼓风风速相同。
这样的设计可以在一定程度内令风洞内的气体密度保持恒定。
1.1.3 风洞本体的设计风洞本身共分为三段，内有两个为消除涡流而装置的蜂窝器和两套为平稳气流而装置的纱网。
低速风洞课程设计--工程流体力学课程设计
2015/2016学年第一学期低速风洞设计课程名称：工程流体力学课程设计班级：新能源1312 小组成员：指导教师：目录一课程设计目的 (3)二．完成设计任务条件 (3)三、完成的任务 (3)四、具体设计 (3)4.1 实验段 (4)4.2收缩段 (5)4.3稳定段 (6)4.4扩压段 (7)4.5其他部件设计 (10)五．能量比 (11)六．需用功率 (15)七．心得体会 (15)八．参考文献 (16)一、课程设计目的综合运用在流体力学实验技术和其它课程中所学习的知识，完成简化了的低速风洞气动特性设计项目，达到培养和提高独立完成设计工作的能力。
二、完成设计任务的条件（1）风洞试验段要求：闭口（2）实验段进口截面形状：矩形（3）实验段进口截面尺寸：2.5mX3.0m（4）试验段进口截面最大风速：100m/s（5）收缩段的收缩比：7三、完成的任务（1）低速风洞设计图纸绘制（2）设计说明书：我们组设计的是小型低速风洞（3）风洞设计、研制与实验技术研究方面的综述报告四、具体设计4.1 实验段① 为了使模型处于实验段的均匀流场之中，模型头部至实验段入口应保持一定的距离，以1l 表示。
1l 的大小视实验段入口流场的均匀程度而定。
如实验段直径为0D ，则1l 大致为0.25~0.500D 。
因为后面我们会采用较多层的紊流网，故此处不用取得太大，选择100.35l D =。
② 模型的长度为2l 表示，大约在0.75~1.250D 之间，各类飞机的模型是不相同的。
为了使风洞尽量满足一洞多用，取2l 足够长选择201.25l D =。
③ 模型尾部至扩压段进口也应保持一定距离，以3l 表示，一方面是保证模型的尾流不过多影响扩压段的工作效率，另一方面也不使扩压段的流动影响模型尾部。
这个距离大约为0.75~1.250D 。
选择300.8l D =④ 12302.4 6.55L l l l D m =++==，满足统计数据中，主要实验低速飞机02.0~2.5L D =的情况。
HIT风洞风速控制及实验转角控制系统设计
研究方 向： 风洞数据采集与控 制， Ｅ—ｍａ ： ｌｂ＠１３ ｃｒ。 ｉ ｃ ｉ ６ ．ｏ ｌ ｕ ｎ
第 ２期
李国文等 ： Ｔ风洞风速控制及实验转角控制系统设计 ＨＩ
计算机 为中心 的， 基于 Ｍ ｃ ｓｆＶｓａ Ｂ ｓ Ｖ ） ｉ ｏｏ ｉ ｌ ａｉ Ｂ 风速测量 与控制系统 。系统进行 了硬件 系统设 ｒ ｔ ｕ ｃ（ 计及软件系统设 计。在提出总体 的测量与控制方案的基础上 ， 保证风速 控制精度 ， 测控元件进 对 行 了等精度配置研究 。另外在 实验角度控制上提 出了高精度 的控制 方案。通 过 ｖ Ｂ程 序代码实 现了控制软件。经调试后达到 了系统控制精度要求 ， 该系统具有较强的实用性。
业大学 土木 工程 学 院大气 边 界 层 风 洞建 设 项 目。
该风洞 主要 用于 桥 梁 、 房 及深 海 建 筑 物 等风 载 楼 实验 ， 为科 研 生 产 型风 洞 ， 洞结 构 如 图 １所 示 。 风
考虑其 用途 和研 究 方 向 ， 洞控 制 系 统 主要 包 括 风 稳 风速 控制及 实验 转角 的控 制 。
．
文 章 编 号 ：０ ７ ３ ５ ２ １ ）２— ０ ４—０ １０ —１ ８ （ ００ ０ ０ ０ ４
Ｈ Ｔ风 洞 风速 控 制 及 实验 转 角 控制 系统设 计 Ｉ
李 国文 李长 仁 李 光里
１０３ ） １１６ （ 阳航空工业学院动力与能源工程学院 ， 宁 沈阳 沈 辽
摘
要 ： 了完 成 哈尔 滨 工 业 大 学 风 洞 测 量 与 控 制 试 验 系 统 ， 计 了 Ｈ Ｔ三 元 低 速 风 洞 的 一 套 以 为 设 Ｉ
基于LabVIEW的低速风洞风速量化PID控制系统设计
基于LabVIEW的低速风洞风速量化PID控制系统设计李国文;赵永建
【期刊名称】《自动化仪表》
【年(卷),期】2006(027)008
【摘要】为了完成某大学DFD风洞的风速控制系统,设计了一套以计算机为中心基于LabVIEW的风速控制系统,给出了系统的硬件设计和软件设计.在提出总体PID控制方案的基础上,对风速控制精度及PID参数整定进行了研究,改善了PID参数整定过程,提出了风速闭环控制量化PID方案.通过LabVIEW程序代码实现了控制软件.实际运行验证了量化PID方法的可靠性及实用性.该系统具有优越性和实用性.
【总页数】3页(P21-23)
【作者】李国文;赵永建
【作者单位】沈阳航空动力与能源工程学院,沈阳,110034;沈阳航空动力与能源工程学院,沈阳,110034
【正文语种】中文
【中图分类】TP273
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低速风洞洞体设计
Keywords: Low speed w ind tunnel; The body of w ind tunnel; Quality of flow field
0 引言 风洞是一种专门设计的空气实验装置 , 它用动力
装置在其试验段内造成可调节速度的气体流 , 以进行 各种类型的空气动力学实验研究 。根据流动相对性和 相似性原理 , 将实验模型固定在试验段内 , 当气体以 一定的速度流过模型时 , 测量记录流场的参数和模型 的气动力响应 , 即可推算到与模型相对应的原型物在 空气中运动时受到的气力 。气流速度一般用实验气流 的马赫数来衡量 , 根据流速的范围分类 。当马赫数小 于 013的风洞称为低速风洞 ; 马赫数在 013 ～018 范 围内的风洞称为亚音速风洞 ; 马赫数在 018 ～112 范 围内的风洞称为跨音速风洞 ; 马赫数在 112 ～510 范 围内的风洞称为超音速风洞 ; 马赫数大于或等于 510 的风洞称为高超音速风洞 。
损失
E=
1 2ห้องสมุดไป่ตู้
ρA1
v31
实验段最大风速为
25m / s,
风洞出
口气流最大速度为 1516m / s, 风洞所有各段的等值压
低风速风力发电机的控制系统设计与优化
低风速风力发电机的控制系统设计与优化随着对可再生能源需求的不断增长，风力发电作为一种环保、可持续的能源选择，受到了广泛关注。
然而，低风速条件下的风力发电机性能依然是一个令人关注的挑战。
在低风速条件下，风力发电机转速较低，发电能力也相对较弱，因此需要一个高效的控制系统来提高发电机的性能。
本文将重点讨论低风速风力发电机的控制系统设计与优化。
在低风速条件下，风力发电机的控制系统需要解决以下几个关键问题：1. 转速控制：低风速条件下，风力发电机发电能力较弱，为了提高发电效率，控制系统需要实时监测风速并根据风速调整发电机的转速。
通过控制风力发电机的转速，可以使其在低风速条件下运行在最佳工作点，提高发电效率。
2. 帆片角度控制：发电机转动时，帆片的角度会影响发电机的输出功率。
在低风速条件下，通过控制帆片的角度，可以调整帆片的进出风角度，实现最大化的风能捕捉和转换。
因此，控制系统需要根据风速和转速的变化来调整帆片的角度，以优化发电机的性能。
3. 故障监测与维护：低风速条件下，发电机运行更加容易受到外部环境的影响，例如风向变化或者冰雪积聚等，可能导致发电机故障或性能下降。
因此，控制系统需要实时监测发电机的状态和运行情况，及时发现故障并提供维护建议，以保证发电机的稳定性和可靠性。
为了设计和优化低风速风力发电机的控制系统，以下几个方面值得关注：1. 传感器与数据采集：为了实现精确的风速和转速控制，控制系统需要具备可靠的传感器和数据采集模块。
通过精确测量风速和转速的数据，能够更好地调整帆片的角度和发电机的转速，以提高发电效率。
2. 控制算法与模型预测：针对低风速条件下的特点，需要研发新的控制算法和模型预测方法。
这些算法和方法能够通过实时监测和预测风速、转速和帆片角度等参数，提供最佳的控制策略，从而优化发电机的性能。
3. 建模与仿真：通过建立风力发电机的数学模型，并利用仿真软件进行模拟实验，可以提前评估不同控制策略的效果，减少试错成本。
基于6RA70的风洞稳风速控制系统的设计与实现
稳 风速调节 控制 系统包括 电机稳 转速 控制和试 验 段稳 风 速 控 制 两 部 分 。在 硬 件 结 构 上 选 用 西 门 子
６ Ａ ０系列全 数 字 直 流 调 速装 置 作 为 驱 动 电机 的 核 Ｒ７
图 １ 稳 风 速 控 制 系 统 硬 件结 构 图 收稿 日期 ：０９—０ ２０ ９—１ ０ 作者 简 介 ： 呖 （９６ ） 女 ， 津 人 ， 程 师 ， 士 ， 要 研 究 宋 １７ 一 ， 天 工 硕 主 方向 为 风 洞 测 控 系统 设 计 研 究 ； 苏敏 （９ ４ ） 女 ， 川 成 都 １６ 一 ， 四
完成电机速度控制系统的开关量信号处理和与计算机 系统 的信 息交换 。计算 机系统 通过采 集 的试验 段风场
信息（ 压力 、 度 ） 采 用软 调 解 器 实现 稳 风 速 闭环 调 温 ， 节 。稳风速 控制 系统硬件 结构 图见 图 １ 。
１ 稳风 速 调 节控 制 系统
１ １ 稳风速控 制 系统硬 件 组成 ．
关键 词 ： 洞 ； 风 控制 系统 ； 直流调速 中图分类号 ：Ｐ ７ 文献 标识码 ： Ｔ２３ Ａ 文章编 号 ：０ ０— ８ ９ ２ １ ） ２— ０ ０— ３ １０ ８ ２ （０ ０ ０ ０ ６ ０
Ｄｅ ｉ ｎ ａ ｄ Ｉ ｐ ｅ ｅ ａ ｉ ｎ ｏ ｏ ｄｉ ｉ ｄ Ｖｅ ｏ ｉｙ ｓｇ ｎ ｍ ｌ ｍ ｎｔ ｔｏ ｆＨ ｌ ｎｇ Ｗ ｎ ｌ ｃ ｔ Ｆｏ ｉ ｒ Ｗ ｎｄ Ｔｕｎ ｅ ｓ ｄ ｏ ＲＡ７ ｎ ｌＢａ ｅ ｎ ６ ０
Ｘ Ｘ风洞 是某风 工 程试 验 研究 中心 的一 座集 教 学 和科研 于一体 的低 速 回流式 风 洞 ， 主要 用 于建 筑 物 和
桥 梁 的风 载荷试验 ， 大风 速 为 ５ ／ 。该 风洞 测 控 最 ３ｍ ｓ 系统包括风 速调节 控制 系统 、 型姿态 控制 系统 、 全 模 安 联锁 控制 系统和试 验数据采 集 系统 。 风速调节 控制 系统 是 风洞 的核 心控 制 系 统 ， 控 该 制 系统 通过控 制器 驱动 直 流 电机 ， 流 电机 带 动浆 毂 直 风扇产 生风场 ， 制实 现风场 风速 的调节 ， 保持试 验 控 并 风速稳定 。根据 用户要 求 ， 空风洞 常用风 速下 ， 在 风速 控 制系统 精度要求 为 ０ ５ 。 以下 主要介 绍 基 于西 门 ．％ 子 ６ Ａ ０系 列 全数 字 直 流调 速装 置 的稳 风速 调 节 控 Ｒ７ 制 系统的组成 与实现 。
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矿产资源开发利用方案编写内容要求及审查大纲
矿产资源开发利用方案编写内容要求及《矿产资源开发利用方案》审查大纲一、概述
㈠矿区位置、隶属关系和企业性质。
如为改扩建矿山, 应说明矿山现状、
特点及存在的主要问题。
㈡编制依据
(1简述项目前期工作进展情况及与有关方面对项目的意向性协议情况。
(2 列出开发利用方案编制所依据的主要基础性资料的名称。
如经储量管理部门认定的矿区地质勘探报告、选矿试验报告、加工利用试验报告、工程地质初评资料、矿区水文资料和供水资料等。
对改、扩建矿山应有生产实际资料, 如矿山总平面现状图、矿床开拓系统图、采场现状图和主要采选设备清单等。
二、矿产品需求现状和预测
㈠该矿产在国内需求情况和市场供应情况
1、矿产品现状及加工利用趋向。
2、国内近、远期的需求量及主要销向预测。
㈡产品价格分析
1、国内矿产品价格现状。
2、矿产品价格稳定性及变化趋势。
三、矿产资源概况
㈠矿区总体概况
1、矿区总体规划情况。
2、矿区矿产资源概况。
3、该设计与矿区总体开发的关系。
㈡该设计项目的资源概况
1、矿床地质及构造特征。
2、矿床开采技术条件及水文地质条件。