国内几个大型风洞实验室资料
2)湖南大学风洞实验室
湖南大学风工程试验研究中心目前拥有国内先进的大型边界层风洞实验室,风洞试验室占地2000m2,建筑面积3200 m2。该风洞气动轮廓全长53m、宽18 m,为低速、单回流、并列双试验段的中型边界层风洞,其试验速度相对较高的试验段(高速试验段)长17 m,模型试验区横截面宽3 m、高 m,试验段风速0~60 m /s连续可调。高速试验段有前后两个转盘,前转盘位置可模拟均匀流风场,通过在该试验段一定范围内布置边界层发生器,在后转盘位置可进行与边界层有关的桥梁节段模型试验、局部构件抗风性能试验。试验速度相对较低的试验段(低速试验段)长15 m、模型试验区横截面宽 m、高 m,最大风速不小于16 m /s,可进行长大桥梁全桥模型抗风试验研究。
3)大连理工大学风洞实验室介绍
大连理工大学风洞实验室(DUT-1)建成于2006年4月,是一座全钢结构单回流闭口式边界层风洞,采用全自动化的测量控制系统。风洞气动轮廓长 m,宽
m,最大高度为;试验段长18m,横断面宽3m,高,空风洞最大设计风速50m/s,适用于桥梁与建筑结构等抗风试验研究。
4)中国建筑科学研究院实验室介绍
风洞试验室建筑面积4665平米,拥有目前国内建筑工程规模最大、设备最先进的下吹式双试验段边界层风洞,风洞全长,高速试验段尺寸为4m×3m×22m(宽×高×长),最高风速30m/s;低速段尺寸为6m××21m,最高风速18m/s。拥有1280点同步电子扫描阀、多点激光测振仪、高频天平等先进的测试设备,可进行结构抗风和风环境的风洞试验、CFD数值模拟、风振分析等研究和咨询工作。
风洞采用先进的交流变频调速系统,试验段转盘和移测架均由微机控制,自动化程度较高。风洞压力测量系统包含美国Scanivalve公司的3台DSM主机和20个压力扫描阀,能够实现1280点的压力同步测量,可满足海量测点压力测试的要求。振动测量系统包括美国NI公司的动态信号采集系统、PCB和Dytran公司的超小型精密加速度传感器以及德国Polytec公司的四台激光测振仪,可进行建筑物模型气动弹性试验。此外实验室还配备了高频底座天平、地面风速测量系统和热线风速仪等测试设备,以满足不同类型的风洞试验需要。
实验室最大的特点在于:风洞试验段截面尺寸较大,可满足较大体量建筑群落试验要求;配备的压力扫描系统可实现上千测点规模的同步测压,满足后续压力数据处理的要求。
大型风洞PIV试验的关键技术
试验与评价技术计算机测量与控制.2022.30(1) 犆狅犿狆狌狋犲狉犕犲犪狊狌狉犲犿犲狀狋牔犆狅狀狋狉狅犾 ·273 ·
收稿日期:20210607; 修回日期:20210720。作者简介:岳廷瑞(1983),男,四川南部县人,硕士,工程师,主要从事风洞测控技术及PIV试验技术方向研究。通讯作者:李付华(1983),男,四川筠连县人,硕士,
工程师,主要从事风洞应变天平方向的研究。引用格式:岳廷瑞,李付华,张 鑫,等
.
大型风洞PIV试验的关键技术[J].计算机测量与控制,2022,30(1):273281.文章编号:16714598(2022)01027309 DOI:10.16526/j.cnki.11-4762/tp.2022.01.042 中图分类号:TP3文献标识码:A大型风洞犘犐犞试验的关键技术岳廷瑞,李付华,张 鑫,覃 晨,张 逊,肖亚琴(中国空气动力研究与发展中心,四川绵阳 621000)摘要:从粒子产生及投放技术、图像拼接技术、反光处理技术、时序调整技术、设备标定技术五个方面深入探讨了大型风洞PIV试验的关键问题及处理方法;提出了在大型风洞试验中开展粒子投放,应选择经济实用的材料,研制足量可控且可持续供应的粒子发生装置,同时要在适当的位置进行投放;在进行大视场图像拼接时,应选择先分别计算再进行速度场结果进行拼接的方法,并在图像采集前做拼接标定,以获得拼接参数;在反光处理时,应根据实际情况选择最佳的反光处理方法,如选择移动相机的方法,应在图像处理时进行变形修正;在大型风洞中,应掌握快速高效的时序调整及设备标定方法,提高试验效率。关键词:PIV;关键技术;大型风洞犓犲狔犜犲犮犺狀狅犾狅犵犻犲狊狅犳犘犐犞犜犲狊狋犻狀犔犪狉犵犲犠犻狀犱犜狌狀狀犲犾YUETingrui,LIFuhua,ZHANGXin,QINCheng,ZHANGXun,XIAOYaqin(ChinaAerodynamicsResearchandDevelopmentCenter,Mianyang 621000,China)犃犫狊狋狉犪犮狋:Thekeyproblemsandprocessingmethodsofparticalimagevelocimetry(PIV)testisdiscussedinlargewindtunnelfromfiveaspects:particlegenerationanddeliverytechnology,imagemosaictechnology,reflectiveprocessingtechnology,timingadjustmenttechnologyandequipmentcalibrationtechnology.Inordertolaunchparticlesinlarge-scalewindtunneltest,itisnecessarytoselecteconomicandpracticalmaterials,developsufficientcontrollableandsustainablesupplyofparticlegenerationdevices,andlaunchparticlesatappropriatepositions;Asstitchinglargefieldofviewimages,weshouldchoosethemethodofcalculatingseparatelyandthenstitchingthevelocityfieldresults,anddostitchingcalibrationbeforeimageacquisitiontoobtainstitchingparameters;Inreflectiveprocessing,thebestreflectiveprocessingmethodshouldbeselectedaccordingtotheactualsituation.Forexample,themethodofmovingcamerashouldbeselected,anddeformationcorrectionshouldbecarriedoutinimageprocessing;Inlargewindtunnel,itisnecessarytomasterfastandefficienttimingadjustmentandequipmentcalibrationmethodstoimprovetestefficiency.犓犲狔狑狅狉犱狊:particalimagevelocimetry(PIV);keytechnology;largewindtunnel0 引言粒子图像测速(PIV)技术自20世纪80年代问世以来,经过近40年的技术发展,在硬件设备、系统集成和软件算法上取得了大量重要的进步,其成熟的测量技术被国内外研究人员广泛认可并应用到以流体力学为代表的大量研究领域。在小尺度研究型风洞,大量科研人员采用二维PIV技术、三维层析PIV等技术,深入探索了流动现象,揭示了流动机制,从而催生了一大批创新成果。相比于小尺度研究型风洞,大型风洞的PIV试验相对较少。而开展大型风洞PIV试验对于在高雷诺数下摸清大型飞行器流场演化规律、考核飞行器布局优化性能,推动优化及流动控制技术工程应用具有重要意义。在国外,美国NASA国家全尺寸风洞(NFAC)中部署了低频PIV系统[1],试验段尺寸为12m×24m 投稿网址:www.jsjclykz.comCopyright©博看网 . All Rights Reserved. 计算机测量与控制 第30卷·274 ·表1 国内外主要大型风洞PIV应用情况序号国家/机构风洞(尺寸)PIV设备视场大小粒子材料/装置投放位置1德荷DNWLLF(6~9m)、LST、NWB(3m)低频系统(10Hz)0.4m×0.4m橄榄油稳定段中2美国NASANFAC(12m×24m)低频系统(15Hz)2.4m×1.2m矿物油稳定段中3美国NASA3.7m压力风洞、2.7m×2.1m、3.4m×3.4m风洞低频系统矿物油试验段后方4欧洲ETW2.4m×2m风洞低频系统(15Hz)水模型支撑立柱上5日本JAXALPT1(6m量级)低频系统(8Hz)0.5m×0.4mDEHS试验段后方6吉林大学4m×2.2m汽车风洞舞台发烟器7中国辐射防护研究院1.5m×1m风洞低频系统0.18m×0.18mSPT烟雾发生器试验段前8航天气动院1.2m×1.2m风洞、1.5m×1.95m风洞等低频系统(8Hz)0.7m×0.3mTiO2、XQ1200烟雾发生器试验段前9气动中心8m、5m、3m量级等多座风洞低频系统(2Hz)最大2m×2m乙二醇、DEHS等试验段前、试验段后×24m,激光器单脉冲能量350mJ,测量频率15Hz,相机分辨率1100万。NASA3.7m压力风洞、3.4m×3.4m跨声速风洞、2.7m×2.1m超声速风洞均部署了低频PIV系统[24]。德荷风洞(DNW)的LLF(8米量级)和LST、NWB(3米量级)风洞,均部署了低频PIV系统[57],激光器单脉冲能量600mJ,测量频率10Hz,相机分辨率100万。日本JAXA的LPT1风洞(6米量级)中部署了低频PIV系统,激光器单脉冲能量1J,测量频率8Hz,相机分辨率120万。欧洲ETW跨声速风洞试验段尺寸2.4m×2.0m也配置了PIV系统[8]。总的来说,国外PIV技术发展较早,从20世纪90年代就开始从小型研究型设备进入到生产型风洞。相比于国外,国内大型风洞PIV试验起步较晚。文献[9]将PIV试验应用到汽车风洞中测量汽车周围流场流动状况。文献[10]在中国航天气动院FD-12亚跨超声速风洞开展了超临界翼型小肋减阻的试验验证。文献[1112]在环境风洞中应用了PIV系统。文献[1314]在中国空气动力研究与发展中心(以下简称气动中心)低速风洞中开展了相关PIV流场测量试验研究,文献[15]在气动中心8m×6m风洞中开展了列车模型流场测量试验。文献[16]对小展弦比飞翼标模在2.4米跨声速风洞中开展了PIV试验。文献[17]在跨超声速暂冲式风洞中开展了PIV试验。表1列出了国内外主要大型风洞PIV应用情况。尽管国内外在大型风洞开展了一些PIV试验,但大多只是针对具体实验给出了实验方法和结果,对于大型风洞PIV试验的细节及关键问题介绍较少。本文梳理了大型风洞PIV试验常见的关键问题,提出了相应的解决措施,并列举了典型试验结果。1 大型风洞犘犐犞试验常见的问题1)粒子产生及投放问题。区别于小尺度研究型风洞PIV试验,大型风洞测量面积大,在试验时需要大量可持续的示踪粒子,这就给合适的粒子材料选择、流量及浓度的控制、投放位置及方式带来了极大的难度。2)图像拼接问题。在大型风洞试验中,经常需要拍摄较大的视场范围,比如大于1m×1m的大视场,一般一个相机的视场和分辨率不能满足要求,就需要进行多视场的拼接。3)反光处理问题。在大风洞中,试验模型往往是金属模型,加之测量面积大、激光能量强,片光打到模型表面的反光也就更强烈,反光不仅影响近壁面的测量,而且还会影响周围区域的测量效果。4)时序调整问题。在大型风洞中,安装的设备往往离测量岗位较远,有时还会安装在高处,调整极不方便,如何快速有效的调整时序也是一个关键的难 投稿网址:www.jsjclykz.comCopyright©博看网 . All Rights Reserved.第1期岳廷瑞,等:大型风洞PIV试验的关键技术·275 ·点问题。5)设备标定问题。设备标定的准确与否会直接影响测量结果数据的好坏,与时序调整一样,大型风洞与实验室条件完全不同,更需要快速有效的标定方法,以提高试验效率。 计算机测量与控制 第30卷·276 ·体流量来实现控制。3)投放位置及方式的确定。由于在早期修建风洞时,相关流场测量技术还不成熟,又或修建者更关注风洞结构本身的性能,因此并未考虑在风洞结构上安装粒子投放装置,比如在上游蜂窝器、阻尼网或导流片上安装喷嘴阵列来实现粒子的均匀投放。所以目前主要的粒子投放方式都是在风洞内架设排管架,其上布置小孔或喷嘴阵列。在直流式风洞中,排管架应放置在流场上游尽量少干扰流场的位置,比如蜂窝器、阻尼网之前,如果有负压进气口,可以考虑从进气口吸入,最后考虑放置在试验段上游或试验模型之前。在回流式风洞中,发生器粒子量足够的情况下,应尽量从下游投放,通过气流循环后再到达试验段时粒子会比较均匀,此时可以不用排管架。3 图像拼接技术拼接主要有两种方式,一是粒子图像直接拼接,然后进行速度场的计算,二是首先分别进行速度场的计算,然后进行速度场结果的拼接。
Φ120mm高超声速静风洞 - 北京大学实验室与设备管理部
Φ120mm高超声速静风洞院系:工学院
基本信息仪器编号201201132所属实验室力学与空天技术系
Φ120mm高超声速静风洞制造商国别中国制造厂商北京大学型号1经费来源科研专款或基金单价430.00万元购置日期2011年12月责任教授李存标存放地点工学院技术指标及功能简介Mach 6,喷管出口直径120mm,风洞噪音为千分之一,流场均匀性达到万分之五,可以模拟高超飞行器真实飞行噪音环境。吹吸式,需要对来流气体进行加热,最高总压3MPa,最高总温500K,有效工作时间30s。北京大学Φ120mm高超声速静风洞是国内首座、世界第三座高超声速静风洞,可以模拟高超声速飞行器真实飞行噪音环境。也具有表面压力分布测量、PIV测试等能力。同时,实验室也发展了可应用于高超声速风洞的流动显示技术,可以清晰地观测到高超声速流动结构,进行全流场的流动显示。
相关科研信息主要研究方向可以开展高超声速边界层转捩,湍流,激波边界层干扰等空气动力学试验研究在研或曾承担重大项目1项奖项专利—人才培养博士5名
学术论文—
知名用户航空航天院所共享信息是否对外开放否服务对象—收费标准—联系人李存标电子邮件cblee@联系电话62755098开放时间—备注
风洞实验报告
风洞实验报告(三)
实验简介
本次试验主要为采用风洞测机翼升力系数、阻力系数及失速迎角。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、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。 超过临界迎角(攻角)后,翼型上表面边界层将发生严重的分离,升力急剧下降而不能保持正常飞行的现象,叫失速。飞机失速的原因是机翼在大迎角下出现了气流分离.而左右两翼因种种原因(如侧滑、或构造有微小的不对称).气流分离并不对称。
背景介绍
1. 风洞实验段速度和压力测定
风洞试验中,试验段的来流速度是一基本流动参数,必须给出。开口风洞中,一般用风洞出口截面中心位置处的流速指示来流速度。根据不可压缩伯努利方程:
0221PVP (1)
pkV2 (2)
其中:Δp为皮托管测得的总压0p与静压p之差,为风洞实验段动压。可以由排管压力计读出,k为皮托管标定系数,ρ为工况下气体密度。由此可以得出风洞实验段的工作压力和速度。
2. 翼型低速压强分布测量试验
实验风速固定、迎角不变时,翼面上第i点的压差为
sin)(IiiiLLgKppp酒,(i=0;1,2,3,……) (1)
气流的动压为, sin)(212IIIaLLgKVq酒 (2)
a、酒分别为空气密度和压力计工作液酒精密度。
于是,翼面上第i点的压强系数为
IIIIiiiLLLLqpp (3)
表1:NACA0012翼型测压孔位置参数
测压孔数目 0 1 2 3 4 5 6 7 8
x位置(mm) 0 5 10 15 20 30 40 50 60
国内外汽车的风洞发展现状
实用标准文案
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汽车试验学:
国内外汽车风洞
发展现状
学校:华南农业大学
学院:工程学院
班级:11级车辆一班
姓名:***
学号:************
指导老师:***
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精彩文档 国内外汽车风洞发展现状
摘要:本文首先对汽车风洞作简要介绍,了解风洞的主要特点,同时分别讲述介绍了国内外的汽车车风洞试验现状,分析了近期国内外汽车行业对风洞试验的研究方向和主要技术,并就分别列举了国内外汽车风洞的发展历史。最后作一发展总结。
关键词:汽车风洞、国内外风洞、风洞发展
1 引言
“汽车风洞”最开始的时候其实不是用来测试汽车,而是用来测试飞机、研究飞机的气动性能的。实验时,常将模型或实物固定在风洞内,使气体流过模型。这种方法,流动条件容易控制,可重复地、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。
且外,汽车空气动力学在汽车开发中的重要作用,促进了汽车风洞及其试验技术的快速发展。汽车的空气动力学特性,可以通过对汽车外形的改变而提高。在汽车设计生产过程中,汽车外形一般在开始生产制造之前就被冻结,这时再进行汽车空气动力学研究,很难对外形进行修改和改进。为了在设计初期就可以开展汽车空气动力学研究,需要制作一种可以修改的模型,并且能够进行汽车空气动力学试验。汽车油泥模型,就是在汽车外形评价和汽车风洞试验需要的基础上发展起来的模型。制作好的油泥模型需要一个汽车不行驶就可以完成汽车空气动力学研究的试验环境,汽车风洞正好可以满足这一要求。 实用标准文案
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2 汽车风洞的特点
汽车空气动力学的研究,得益于航空空气动力学的发展。最开始的时候,人们并没有意识到空气对汽车的影响。随着航空和船舶行业的发展,人们渐渐将流体力学的理论应用到这些领域之中。而汽车作为一种类似的交通工具,是否也需要同样的理论呢?在不断探索与研究过程中,人们给予了肯定的回答,从而推动了一门新的专业——汽车空气动力学的诞生和发展。直到现在,一些从事航空空气动力学的学者,也进行过汽车空气动力学的研究工作。但是汽车空气动力学又是一门不同于航空空气动力学的学科,很多专门从事汽车工程研究的学者为汽车空气动力学的发展做出了重要的贡献。
高校风洞实验室本科生实验教学
学术论坛 垫塑 Q:垫 Science and Techno ̄ogy Innevation Herald 高校风洞实验室本科生实验教学① 许福友 张哲 姜峰 黄才良 (大连理工大学土木水利学院 辽宁大连 11 6024) 摘要:对当前我国高校风洞实验室在大学生实验教学中发挥的作用.存在的问题及可能原因作了较全面的分析,针对具体问题提出相 应对策;结合大连理工大学风瀹实验室,阐述了大学生实验教学的几种途径,可为其他高校风洞实验室及其他类型实验室实施大学生实验 教学提供参考和借錾。 关键词:实验室 风洞 大学生 实验教学 中图分类号:G 6 4 2 文献标识码:A 文章编号:1674--098X(2009)1O(b)--O151--02 Wind Tunnel Laboratory Experimental Teaching for College Students XU Fu-you,ZHANG Zhe,JIANG Feng,HUANG Cai-liang ‘ (School of CiviI&Hydraulic Engineering,Dalian University of Technology,Dalian 116024。China) Abstract:For college student experimental teaching using wind tunnel laboratory,the current performance,problems and probable reasons are comprehensively analyzed in this study.The measures and strategies for tackling specific items are put forward.Combining with the wind tunnel laboratory of Dalian University of Technology,several ways for college student experimental teaching are elaborated,which may provide references in the experimental teaching for other college wind tunnels and other types of laboratories in universities. Key words:Laboratory l wind tunnel:college student l experimental teaching 1引言 高校实验室隶属或依托高校,从事实 验教学、科学研究、生产实验、技术开发的 教学和科研实体,是重点学科建设的关键 组成部分。因此,实验教学是高校实验室的 一种重要功能,同时也是需要承担的一项 任务。实践(实验、实习)是本科教育极其重 要的教学环节,对高素质人才培养起着特 殊的关键作用I 。依托高校实验室,建立持 续稳定长效发展机制,可以培养大学生的 动手实践能力,提高实验技能,培养严谨求 实的科学精神和认真负责的工作作风,进 而达到提高大学生创新能力的培养目标。 因此,国内几乎所有高校,尤其是“985”和 “2ll”重点院校,都非常重视实验室各方面 建设发展和整体水平的提高,努力争取成 为国家、省、部、市、学校和行业重点实验 室。 然而,优质的教学设施并不一定保证 高水平教学、培养高素质人才。高校普遍存 在的重科研轻教学、重理论轻实践的局面 仍未得到有效改善。实施创新教育,提高大 学生创新精神和实践能力是高校的重大课 题。构建创新教育体系,注重对学生探索精 神、科学思维、实践能力和创新能力的培养 是高校教学改革的核心[2】。为了更好地培养 创新型人才,教育者应该更新教育理念,构 建新的实验教学体系,在试验形式、试验内 容和试验方法方面都需要不断更新”】。 2风洞实验室本科生实验教学现存问题及 对策 风灾是自然灾害主要灾种之一,由于 全球变暖,风灾更加严重,每年造成全球经 济损失达上千亿美元。现代建筑与桥梁结 构向高耸、大跨、轻柔方向发展,结构刚度 降低,必然导致对风的敏感性增加,结构抗 风设计在结构整体设计中的重要地位日益 突出,甚至成为控制性因素。近年来,我国 诸多大型重点土木建筑结构工程项目建设 发展迅猛,如世界最大跨度斜拉桥一苏通 大桥主跨达到1088m,上海中心高度达632 米,广州西电视塔高达432米,CCTV大厦体 型独特,高达234m,这些工程都需要细致 的抗风研究。 2.1现状及问题 一直以来,我国高校风洞实验室主要 作为国家及省部级纵向科研基金及重大工 程项目抗风性能研究的实验场所,使用群 体主要是高校教师、硕士、博士研究生及其 他相关科研人员,而本科生实验教学的效 能基本没有得到发挥。通常做法都是将本 科生带到风洞参观,简要介绍一下实验室 的构造、功能及所完成的风洞实验项目,缺 乏比较系统的讲解,大学生不可能有机会 参与使用。主要原因: (1)风洞实验室投资大,基本在千万元 以上,建设的初衷及定位也一般都未纳入 本科生实验教学。 (2)风洞实验室纵向科研课题及横向服 务项目都较多,很难专门抽出时间为本科 生进行实验教学。 (3)风洞实验室仪器比较精密贵重,很 多是进口设备,本科生直接操作维护困难, 一旦损坏,维修费用高,周期长。 (4)仪器数量少,一般都是单机形式,若 采用实验教学,风洞实验成本高,而且也很 难每人都有机会操作。 (5)经常使用风洞的一般都是科研人 员,平时项目多,任务重,他们可能没有或 不愿投入太多精力在本科生的实验教学 上,缺少专门的实验人员。 (6)结构抗风专业课一般针对研究生开 设,本科生很少涉及,教师也感觉本科生无 需了解太多,从思想上认为没有必要向本 科生开放。 (7)在风洞中开展本科生实验教学,管 理上存在一定困难,需要承担一些风险。 (8)学校、学院也没有规定风洞实验室 是大学生实验教学的指定场所,相关教师 可能认为大学生在风洞中进行实验教学是 浪费时间,看不到直接回报。 (9)真正对风洞实验非常感兴趣的大学 生可能也不是太多。 (10)一直没有探索到有效实用的风洞 实验室实验教学模式。 2.2对策 针对以上可能存在的问题及原因,大 家应该集思广益、群策群力、解放思想、强 化意识、积极行动、大胆实践提出各种有效 对策。 (1)尽管风洞实验室投资很大,建设的 初衷主要是科研及生产试验,在合适的时 间如果能够在本科生实验教学中发挥其 “第二课堂”效用,既培养了学生,又使得实 验室的利用率得以提高。 (2)尽管凤洞实验室可能有很繁重的各 种纵向和横向试验研究任务,通过合理统 筹安排,应该可以抽出部分时间为本科生 ①基金项目:大连理工大学教学改革基金一“土木结构类本科生风洞试验教学模式研究与实践”。 作者简介:许福友(1976一),男,博士,讲师。从事土木工程、风工程教学科研工作。 科技创新导报Science and Technology Innovation Herald l 51
风洞实验室探秘
风洞实验室探秘
北京交通大学结构风与城市风环境实验室
北京交通大学结构风工程与城市风环境实验室是国内功能最完备的风工程研究基地之一,主要应用于建筑结构和城市风环境领域。实验区域最主要的设备是5座不同类型的现代化风洞,分别是双试验段回流式风洞、直流式风洞、龙卷风模拟器、下击暴流模拟器及科普演示风洞。
说到风洞这一专业词汇,这里需要简单介绍一下。风洞是指一个按照一定要求设计的、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。它可以模拟研究对象周围气体的流动情况,并可量度气流对研究对象的作用效果以及观察物理现象。通过动力设备人为制造出符合需求的风,就是风洞的功能。风洞的应用领域非常广泛,比如航空航天、汽车工业以及体育运动等。
有了能够产生风环境的设备,实验室还配备了先进的电子压力测量系统、控制系统和结构测振系统,能够进行测压、测力等试验,同学们可以使用这些设备仪器进行建筑物、桥梁测压和风环境试验,以及其他工业空气动力学试验。
风洞实验室的五座风洞示意图
3.实验室里那面荣誉墙4.布置完成后的模型现场图5.实验室历史发展6.正在连接扫描阀的试验团队成员
走进实验室,学生工作室有一面充满艺术气息的外墙,上面写着实验室的建成由来和历史发展:2010年双试验段回流式风洞成功启用,2011
年风洞实验室落成投入运行,2013年被评为北京市重点实验室,同年完成实验室二期扩建,2015年直流风洞与PIV系统正式投入使用
我们的风洞实验室团队在李波教授等老师的带领下,承担了多个国家级项目。主持完成了包括2022年北京冬奥会延庆赛区国家雪车雪橇中心、国家高山滑雪中心、北京副中心绿心剧院、首博东馆、广州恒大足球场在内的数十项大型复杂的风工程咨询,研发了国内第一个冰雪项目风洞辅助训练系统,并且协助国家体育总局进行东京奥运会、北京冬奥会备战,目前已经完成了十余个国家集训队的风洞测试和多个赛场的风环境评估。其中就包括刚刚在东京奥运会上大展拳脚的中国游泳队张雨菲、杨浚?等著名运动员的测试。
解密河北首家风洞实验室
解密河北首家风洞实验室 "呼风唤雨"考验重大工程
( 2009-07-14 08:46:31) 稿件来源:河北日报
■核心提示
要风得风,最大风速可达80米/秒,是12级风速的两倍多;
要雨得雨,可模拟从小雨到大暴雨的各级降雨……
有这等“呼风唤雨”本事的是石家庄铁道学院于近日建成的我省首家风洞实验室。
7月10日,风洞实验室正在进行福建某热电厂煤棚的风洞试验,记者得以了解那“神奇”背后的力量。
“试验是为保证大风不能把屋顶刮跑”
7月10日上午8时多,当记者赶到石家庄铁道学院风工程研究中心时,中心主任刘庆宽教授正和其他工作人员一起忙着做试验前的准备。
实验室一工作间内,记者看到,邯郸市文化艺术中心结构风荷载试验模型已正式“下线”,被搁置在此——— 这是第一个进入该风洞进行试验的项目。而在风洞内,按照1:125的比例缩小后的福建某热电厂煤棚风荷载试验模型正在被精心地安装在位于风洞低速试验段的转盘上。“简单说,风洞试验就是人工制造大风,看看建筑物抗风能力有多大,最终目的是保证建筑设计合理,大风不会把屋顶刮跑。”作为项目的合作者、北京大学湍流与复杂系统国家重点实验室魏庆鼎教授指着实验室内的设备通俗地向记者解释着。“大跨度桥梁,高耸结构如电视塔,大跨空间结构如水立方、鸟巢等,还有一些特种结构如发电厂的冷却塔等,由于风荷载十分重要,都需要进行风洞试验校验。”刘庆宽教授补充说:“前一阵子媒体热炒的河北第一高楼开元环球中心,239米高,有53层,也需要通过风洞试验,为强度的设计和舒适度的检验提供依据。这个煤棚和邯郸市文化艺术中心一样,都属大跨空间结构,风荷载复杂,有必要通过风洞试验确定具体荷载的大小。”
走进风洞试验段,里面是一个长方形的立体空间,视线所及,一边是入风口,一边则是风洞高速试验段。
据介绍,该风洞高速试验段宽米,高2米,长米,最大风速大于米/秒,是12级风风速的两倍多。假如这么大风速的风是从下往上吹的,可以让四个叠加起来的人在空中飘浮。低速试验段则宽米,高米,长米,最大风速大于米/秒,接近12级风。
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。这些问题皆可以利用几何相似的原理,将地形、地物以缩尺模型放置于风洞中,再以仪器量测模型所受之风力或风速。一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测(field observation)的结果相近,故风洞实验是研究许多风工程问题最常用的方法。风洞实验数据亦可用来验证数值模式,找到较佳的模式参数。
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曝光中国最神秘的绵阳风洞群:亚洲最大航空风洞试验中心
出处: 作者:akaaaa 时间: 可能很多军迷对 大大们发的一些图片茫然不知所云,有些人还嗤之以鼻,对此大大们又懒得科普。不过作为军迷,大家要报以学习的态度,所以就需要科普贴的出现,本菜就在拿来些资料和大家一起学习,讨论。
绵阳风洞群——亚洲最大的航空风洞试验中心
按气流速度分,风洞有亚音速风洞和超音速风洞两类。
小型风洞采用高速风扇提供风力,其风速都在两小时1200千米之内。
而中型与大型风洞采用事先储存的气体在短暂的几秒,甚至几毫秒中释放,形成威力巨 大的冲击风力。测试的对象越是先进高级,其检测的难度越大,风洞的规模也越大。例如美国和俄罗斯,他们的风洞内可放进整架飞机,不像其他国家的中小型风洞 只能蚂蚁啃骨头似地以零代整分别测试。美国为了检测当前最昂贵的F一22隐形战斗机的特殊的菱形机身,动用了22种不同的风洞检测,得出机身表面每平方米 的阻力系数仅为0.034。而美国的航天飞机“哥 . .
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参考学习 伦比亚号”反反复复做各种不同的风洞俭测达3万多小时,点点滴滴丝毫无误,确保了其飞行的安全与正常运 转。然而建立一个大型风洞耗资非常巨大,美国在1968年建的一个大型风洞,就耗费了5。5亿美元巨资,风洞是高科技设施,施工难度大,例如2.4米超音速风洞,仅在基础施工中便需浇注8000多吨水泥,打进地下的水泥柱多达700多个,最粗的达33米,其安装设备的难度也非常之高。
风洞检测除了应用于航空、航天器之外,在国民经济其他领域里也同样大显身手。例如用于各种材料的抗压抗热试验,汽车、高速列车、船只的空气阻力、耐热与抗压试验等等。
车辆工程毕业设计201小型车1:5模拟风洞试验室设计
I
摘 要
本设计是在市场的需求下,通过对国内外现有的汽车风洞进行调研和分析,设计一座具有低湍流、可变湍流度、低噪声等特色的小型车1:5风洞实验室。在风洞的设计过程中,对其主要部件进行了详细的计算。风洞建成后,结合实验室内先进的测量手段,除了能满足模型的测压、测速、流态观测等教学外,还可以利用该风洞进行从事桥梁、环境污染等工业空气动力学研究工作。
进行汽车研究,汽车风洞是必不可少的试验设备。汽车风洞建设对汽车空气动力学发展意义重大,没有汽车风洞,也不能很好推动整个国家的汽车工业向前发展。而汽车风洞的主要任务是正确模拟气流流经汽车车体表面的流态以获得准确的实验数据,实验数据的精确与否决定了汽车气动外形设计的成败。因此,汽车风洞实验能促进汽车空气动力学研究,进行汽车空气动力学研究将能够给我国带来巨大的燃油节省,具有非常大的经济效益和社会效益。
关键词:1:5;小型车;风洞;低湍流;实验
II
ABSTRACT
This design is in the demand of the market , Through the domestic and international
existing automobile wind tunnel research and analysis , Design with a low turbulence,
variable turbulence intensity, low noise characteristic of small cars 1:5 wind tunnel
laboratory . The design process in wind tunnel , Its main parts made detailed calculation.
Wind tunnel after the completion of the , Combining the indoor advanced measuring
