风洞试验技术介绍及应用
风洞试验
玻璃幕墙风荷载是玻璃幕墙设计诸荷载(作用)中最重要的一项。
它的取值直接影响玻璃幕墙的安全，尤其是体型复杂的高层建筑玻璃幕墙的设计风荷载更要慎重采用。
《玻璃幕墙工程技术规范》JGl02—2003规定：“玻璃幕墙的风荷载标准值可按风洞试验结果确定；玻璃幕墙高度大于200m或体型、风荷载环境复杂时，宜进行风洞试验确定风荷载。
”风压是速度压，风速只是代表在自由气流中某点的风速，房屋建筑设计时不能直接以该风速作为结构荷载，因为房屋本身并不是理想地使原来的自由风流停滞，而是让气流以不同方式在房屋表面绕过，因此房屋对气流形成某种干扰，要完全从理论上确定气流影响的物体表面的压力，目前还是做不到。
一般都是通过试验的方法确定风作用在建筑物表面所引起的压力(吸力)与来流风压的比值，即风荷载体型系数，它表示建筑物表面在稳定风压作用下的静态压力分布规律，主要与建筑物的体型与尺度有关(荷载规范共列出38种基本体型)，当周围有较多高层建筑时，这一群体对风产生特定的群体干扰因而形成了特定的风环境，对所设计的高层建筑也会产生影响，受到群体干扰影响时，对称的截面形状会出现并不对称的风压分布，特别是上游和下游建筑物对气流产生的干扰造成群体干扰影响下的气流特性与单体有很大差别，而我国现行规范未考虑群体干扰的影响因素，还有一些高层建筑采用一些特殊的体型(非基本体型)，且不同高度采用不同的截面形状，沿高度变化的截面风压分布，再加上群体干扰的影响，其风压分布复杂多变，例如正负风压系数都出现在双园弧面尖角拐角，双园弧面与过渡段交接处的尖角上有极强的压力脉动等，这些分布规律在荷载规范风荷载体型系数表中是查不到的，需要通过风洞试验来验证和确定。
一些高层建筑即使平面形状与基本体型相似，但周围环境不尽相同，最好还是通过风洞试验来确定风荷载体型系数。
现在已有很多高层建筑采用风洞试验来确定风荷载，经过对一部份风洞试验报告分析，发现在同一地点，高度、体型均相近的建筑设计风荷载取值悬殊，也有同一建筑由两个试验单位试验，试验结果差别很大，甚至有些试验单位的试验报告提出的设计风荷载方案中，出现按C类地区计算出的风压比按B类计算的数据要大的不正常情况。
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。
关于风洞
风洞（英语：Wind tunnel）是空气动力学的研究工具。
风洞是一种产生人造气流的管道，用于研究空气流经物体所产生的气动效应。
风洞除了主要应用于汽车、飞行器、导弹（尤其是巡航导弹、空对空导弹等）设计领域，也适用于建筑物、高速列车、船舰的空气阻力、耐热与抗压试验等。
简介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、风能利用等领域更是不可或缺的。
这种方法，流动条件容易控制，可重要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复地、经济地取得实验数据。
为使实验结果准确，实验时的流动必须与实际流动状态相似，即必须满足相似律的要求。
但由于风洞尺寸和动力的限制，在一个风洞中同时模拟所有的相似参数是很困难的，通常是按所要研究的课题，选择一些影响最大的参数进行模拟。
此外，风洞实验段的流场品质，如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准，并定期进行检查测定。
历史1871年，弗朗西斯〃赫伯特〃韦纳姆和约翰〃布朗宁设计并建造了世界上第一座风洞1901年，莱特兄弟为研究飞机及得到正确的飞行资料，发明了风洞隧道进行测试[1]。
1902年莱特兄弟以风洞隧道的测试与前两架滑翔机的经验，建造第三架滑翔机，为当时最大的双翼滑翔机，并在机尾加装垂直尾翼，以防止转向时发生翻转，并进行了上千次的试飞。
而最终在1903年发明了世界上第一架带有动力的载人飞行器——莱特飞行器。
1945年，第二次世界大战尚未结束时，德国设计并开始建造一个实验段直径1米，最高风速达10马赫的连续式高超音速风洞。
战争结束后被美国缴获，美国仿制并作了适当修改后，一直到1961年才在阿诺德中心建立最高风速达12马赫的高超音速风洞。
因为风洞的控制性佳，可重复性高，现今风洞广泛用于汽车空气动力学和风工程（Wind Engineering）的测试，譬如结构物的风力荷载（Wind load）和振动、建筑物通风（Ventilation）、空气污染（Air pollution）、风力发电（Wind power）、环境风场（Pedestrian level wind）、复杂地形中的流况、防风设施（Wind break）的功效等。
流体力学中风洞实验的基本操作教程
流体力学中风洞实验的基本操作教程一、引言流体力学中的风洞实验是研究气体和液体流动行为的重要工具之一。
通过在实验室内部模拟大气环境中的气动流动，研究者可以观察和测量不同物体在流体中的受力和运动情况。
风洞实验在航空航天、汽车工程、建筑物设计等领域具有广泛的应用。
本文将为您介绍流体力学中风洞实验的基本操作步骤和注意事项。
二、风洞实验设备及组成部分1. 风洞：包括进风道、试验段和排风道。
2. 进风系统：用于提供实验所需的气流，包括获得高速气流所需的风机、引风道和加速器。
3. 试验段：用于安装和测量不同物体或模型的力学和流体力学性质。
4. 测量仪器：包括压力传感器、风速仪、雷诺数计等，用于记录和分析实验数据。
三、风洞实验的基本操作步骤1. 确定实验目标和设计实验方案在进行风洞实验之前，首先需要确定实验的目标和所需测试的参数。
然后，设计实验方案，包括选择适当的模型、确定实验条件（如流速、压力等），并考虑相关数据采集和分析方法。
2. 准备试验设备和工具检查风洞设备的状态，确保其正常运行。
清洁试验段，保证工作通道内无杂物和减小因堵塞而产生的气流扰动。
3. 安装模型并进行预实验根据实验方案，选择并安装相应的模型。
安装时要确保模型的稳定性，并注意避免模型表面的几何非均匀性对实验结果的影响。
进行预实验时，逐渐增加流速，观察模型的运动情况，并进行必要的调整，以确保后续实验的准确性。
4. 调整实验参数根据实验要求，调整实验参数，如流速、温度等。
通过风速仪、温度计等仪器对实验段内的流速和温度进行准确测量，并进行必要的校正。
5. 进行实验并记录数据在实验过程中，应严格按照实验方案要求进行操作。
记录数据时，可使用压力传感器、流速仪等测量仪器获取相应的气动力学参数和流体力学数据。
同时，为了提高实验结果的准确性，可进行多次实验，并取平均值进行分析。
6. 数据分析和结果验证根据实验获得的数据，进行数据处理和分析。
应注意排除异常数据和误差来源，并计算得出最终的实验结果。
风洞试验模型技术新发展
0 引 言风洞模型试验是航空航天飞行器研制过程中了解飞行器性能、降低飞行器研制风险和成本的重要手段之一。
风洞模型的设计制造直接影响模型的质量、加工周期和成本，影响风洞试验的数据质量、效率、周期和成本。
众所周知，风洞试验首先要设计加工试验模型，传统的跨超声速风洞模型通常采用全金属材料，通过车、洗、刨、磨、钻或电加工等工艺制造，低速风洞模型一般采用非金属（如木材、树脂或复合材料等）或金属与非金属结合制造。
风洞试验中，模型状态的变化，（如襟、副翼等角度变化）需要风洞停车，人工拆装；试验中，风洞模型通常被视为刚性模型，模型的振动或变形的影响一般被忽略。
随着计算流体力学（CFD ）技术和计算机网络技术的发展，飞行器研制周期缩短，人力资源和能源成本的提高，使人们对风洞试验的效率、风洞模型设计制造考虑更为精细。
传统的风洞模型技术在某些方面已不能满足现代飞行器研制技术发展的需要，因此，风洞模型技风洞试验模型技术新发展摘 要:风洞模型试验是航空航天飞行器研制的重要环节之一。
试验模型的设计制造关系到风洞试验的数据质量、效率、周期和成本。
本文归纳了近年来国外风洞模型技术的最新发展，分析了快速成型技术在风洞试验模型制造中的发展和应用；阐述了欧、美遥控风洞模型技术的发展理念、关键技术和应用研究；概述了风洞试验模型采用的新材料、抑振和变形测量技术。
关键词：风洞模型；模型快速成型；遥控风洞模型Keywords: wind tunnel model ；model rapid prototyping ；remotely controlled modelNew Development of Model Techniques for Wind Tunnel Test术已呈现出新的发展态势，以弥补传统风洞试验模型的不足。
1 模型快速成型技术现代飞行器设计技术的进步使飞行器的研制节奏加快，飞行器气动性能设计中CFD 技术应用增多，CFD 的模拟计算结果或某些设计的思想需要得到风洞试验的验证。
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
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
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相似理论
相似准则
➢斯特拉哈数：非定常惯性力与定常惯性力的比值 ➢欧拉数：流体压力与流体惯性力的比值 ➢雷诺数：流体惯性力与流体粘性力的比值 ➢弗劳德数：流体惯性力与重力的比值 ➢柯西数：结构弹性力与流体惯性力的比值 ➢惯性参数：结构惯性力与流体惯性力的比值 ➢阻尼参数：无量纲阻尼比
相似理论
基本缩尺比
目的： 确定结构物表面风压（系数） 平均风压／脉动风压
确定结构体型系数
确定结构物的面/线荷载
应用： 建筑物幕墙、屋盖等覆面设计 － 瞬时风荷载
主结构设计静力风荷载 - 平均风荷载
结构风致振动响应分析（动荷载、位移、加速度 )– 脉动风荷
方法：
载 均匀流场
格栅紊流场
刚性不变体 压力传感器系统 表面风压
平均气动力 <- 三分力天平、五分力天平、六分力天平 脉动风荷载 <- 高频天平
ZD-1风洞典型工程测压试验
覆冰导线气动力试验
ZD-1风洞典型工程测压试验
施工防护网测力试验
ZD-1风洞典型工程测压试验
电动转轴风洞测力试验
气动弹性模型测振试验
目的：研究气弹模型的风振特性和响应、获得风振系数等参数
三、边界层风洞在风工程研究中的应用
相似理论 大气边界层流场模拟 气动刚性模型测压试验 气动刚性模型测力试验 气动弹性模型测振试验
相似理论
风洞实验的基础：绕模型的流动和绕原型的流动相似
流动相似的五大要素： ➢几何相似－最基本的流动相似条件 ➢运动相似－速度和加速度场的相似 ➢动力相似－同名作用力场的相似 ➢质量相似－密度场的相似 ➢热力相似－温度场的相似
国内近年兴建的边界层建筑风洞： 湖南大学(2004), 长安大学(2004), 大连理工大学(2006), 中国建科院 (2007), 西南交通大学(2007), 哈尔滨工业大学(2008), 石家庄铁道大学 (2009)，浙江大学(2010)
中国建科院直流式边界层风洞
长安大学回流式边界层风洞
ZD-1边界层风洞－简介
气动刚性模型测压试验
风向角：
➢范围：0～360度 ➢间隔：10～15度，局部可加密
采样频率：
➢尽可能高 ➢上限受压力扫描阀系统性能的限制
采样时间：
➢以样本原型时间长度不少于10min为宜 ➢根据时间比计算模型所需的样本长度
ZD-1风洞典型工程测压试验
昆明宜良体育场
港丽商务综合楼
ZD-1风洞典型工程测压试验
大气边界层流场
气动刚性模型测压试验
相似准则：
➢几何相似 ➢一般无需模拟结构的刚度、质量和动力特性等 ➢对于紊流场试验
时间和频率的相似 脉动风特性：紊流度、功率谱和紊流积分尺度 ➢对于大开孔脉动内压试验 结构刚度和气动刚度的相似
气动刚性模型测压试验
风压测量系统示意图
气动刚性模型测压试验
模型制作原则：
谢谢观赏！
➢力的缩尺比 ➢结构质量、质量惯性矩缩尺比
大气边界层流场模拟
大气边界层风特性
➢平均风剖面：描述平均风速沿高度的变化规律，常用指数率
Vz Vr
Z Zr
➢紊流度剖面：描述相对紊流强度沿高度的变化规律
Iu
I10
Z 10
➢功率谱：描述紊流运动强度随频率的分布情况，即不同尺度旋涡的运动对风速脉动的贡献程
天平测力技术
ZD-1风洞精密仪器介绍
热线风速仪
品牌：DANTEC 出产地：丹麦 量程：0.5～60m/s 精度：±1.5%或±0.02m/s 采样频率：10kHz 通道数：4通道 购置时间：2010.9
ZD-1风洞精密仪器介绍
电子压力扫描阀
品牌：SCANIVALVE 出产地：美国 量程： ± 2500Pa 精度： ± 0.15％F.S. 采样频率：625Hz 模块数：8 同步测压数：512通道 购置时间：2010.9
能测定高频动态风速，测量精度取决于标定 热线用直径只有几微米的合金细丝制成，因非常脆而容易断裂，且价格昂贵
风速测量技术
Irwin探头
原理：它由一个带有较深静压孔的圆柱形基座和一根安装于静压孔中央的细长 探头管组成。探头管外径一般在1mm 左右，静压孔的直径略大于探头管。探 头管应轴对称地安装在静压孔的中央，其高出基座顶面的高度由行人高度和模 型试验的几何缩尺比确定。试验中，来流风速时程u(t) 可以按照下式确定：
方法：利用测振设备测试风荷载作用下气动弹性结构的振动响应
对象：气动弹性模型 测试内容：
动应变 <- 动态应变仪 动位移 <- 激光计 加速度 <- 加速度计
ZD-1风洞典型工程测振试验
同塔四回路输电铁塔
ZD-1风洞典型工程测振试验
1800t柔性腿吊机
ZD-1风洞典型工程测振试验
复合屋面板单元测振试验
➢主要特色： 试验断面大、风速高、流场品质好； 应用范围广:涵盖建筑、桥梁、交通、工业空气动力学、航空航天领域； 配有全国领先的移测架，能实现风速实时移测。
二、风洞测试技术
风速测试技术 风压测试技术 风力测试技术
风速测量技术
皮托静压管（Pitot-static tube）
对于低速（即风速不超过0.3倍音速， 约100m/s）、不可压缩的流动，沿某一流 线作稳定流动的不可压缩无粘性气流应满 足下述伯努力方程：
➢几何相似 严格模拟被测建筑主体结构的外形 需要模拟以主建筑为中心300～500m半径范围内的周边环境
➢几何缩尺比的确定 堵塞率＝模型顺风向投影面积/风洞试验段截面积≤5% 主建筑内部空间和扫描阀模块的尺寸数量 适度考虑紊流积分尺度的相似性
➢模型材料：有机玻璃、塑料、木材等，保证试验过程中不发生显著振动 ➢雷诺数效应对策：对于光滑曲面部分，需要进行适当的表面粗糙化处理
青岛绿城深蓝广场
浦江体育场
ZD-1风洞典型工程测压试验
青岛绿城深蓝广场
浦江体育场
ZD-1风洞典型工程测压试验
宁波中国港口博物馆
绍兴东方山水图
刚性模型测力试验
目的：获得建筑、桥梁等整体和局部风荷载和动态气动力
方法：利用测力天平测出作用在整体结构上的气动合力（系数）或者作用 在结构不同节段上的气动力（系数） 对象：刚性不变形的全模型或节段模型 测试内容：
➢ 风洞类型：闭口回流风洞 ➢ 结构类型：立式混合结构风洞 ➢ 试验段类型：单试验段风洞 ➢ 风速类型：低速风洞 ➢ 建成时间：2010年10月
ZD-1边界层风洞－照片
ZD-1边界层风洞－技术参数与特色
➢主要技术参数： 风洞尺寸：试验段尺寸为4m(宽)×3m(高)×18m(长) 试验段风速范围：3-55m/s，控制精度：优于1.0% 试验段转盘：前转盘直径1.5m，后转盘直径2.5m
环境风洞，汽车风洞
低速风洞的组成
1. 洞体： 动力段、扩散段、稳定段、收缩段、试验段、蜂窝器、阻尼网
2. 动力驱动系统： 直流调速器/交流变速器控制电机驱动风扇
3. 测控系统： 速压控制、α/β机构控制、移测架控制、风压(速)测量系统等
边界层风洞
相对于航空风洞来说，用于土木工程结构的风洞一般都是风速较低的低 速风洞，并且紊流度要求不高，用于土木工程结构的风洞一般拥有较长的试 验段，以模拟大气边界层风场，因此，常被称为边界层风洞。
风力测试技术
天平
测力天平是直接测量作用在结构物模型上静风荷载（空气动力）的一种测 量装置，简称天平。
天平可以将作用在模型上的静风荷载按天平的直角坐标系分解成三个互相 垂直的力分量和绕三个坐标轴的力矩分量，并分别测量。
天平分类
按测力原理分：机械天平、应变天平、压电天平和磁悬浮天平 按所测分量分：单分量天平、三分量天平、五分量天平和六分量天平 按安装型式分：外式天平、内式天平 按频率响应分：静力天平、高频天平
度，顺风向功率谱常采用Karman谱
nSu (n)
2 u
4n* 1 70.8n*2
5/6
➢湍流积分尺度：描述气流中各种旋涡沿某一方向的平均尺度，顺风向湍流积分尺度介于
100～300m，随高度增大而增大
Lx
100
Z 30
0.5
大气边界层流场模拟
大气边界层流场的被动模拟技术
➢利用格栅、尖劈和粗糙元等被动紊流发生装置形成所需模拟紊流
p 1 U 2 C
2
U 2( ptotal p) /
常与微压计（补偿式、倾斜式）相连用 来测定来流的平均风速
p 1 U 2 C 2
皮托静压管原理图
风速测量技术
热线（膜）风速仪（hot wire/film anemometer）
原理：利用探头上的热线（膜）在气流流过时由于散热量增加而降温从而导致 电阻变化的原理来测量风速。
风洞试验技术介绍及应用
一、风洞简介
什么是风洞 风洞是指一个按一定要求设计的、具有动力装置的、用于
各种气动力试验的可控气流管道系统。 风洞的分类
1. 按流动方式分：闭口回流式风洞和开口直流式风洞 2. 按风速大小分：低速风洞，高速风洞和高超声速风洞 3. 按风洞试验段的构造分：封闭式风洞和敞开式风洞 4. 按风洞的功能分： 航空风洞，建筑风洞，
u(t) = A+ B×ΔP^0.5
能测定任意方向来流风速，成本不高
风压测量技术
微压计
原理：以流体静压力基本方程为基础 ,根据液柱受压时液柱高度发生变化 来度量空气压力的大小
用途：主要用来测定静态风压和风速的监测
倾斜式微压计
补偿式微压计
风压测量技术
微压差变送器
原理：将两个压力引入一张膜片（膜盒）的两边，由于两个压力差 （差压）引起膜片产生位移或位移的趋势（力），然后将这种位移 量或作用力，转化为电量或其它标准信号输出。 用途：主要用来风速闭环控制以及测定高频风压