文档介绍：第六章气动力学实验设备——风洞§:专门设计的一种特殊管道,采用适当的动力装置在管道中产生可控的人工气流,用来进行各种类型的空气动力学实验。流动的相对性流动的相似性几何相似运动相似动力相似动力相似准则:Re数(粘性),Fr数(重力),马赫数(压缩性)(1)空气动力学和流体力学基础性研究各种翼型的气动力特性:压缩性和粘性附面层的影响,翼型上附面层的控制,激波与附面层的干扰和传热的影响,三元机翼的气动力特性,飞行器再入大气的气动热等空气动力学的基本规律圆柱绕流、钝体绕流等流动特性和涡旋结构大气扩散规律湍流(各向同性湍流、边界层、可压缩湍流)流动结构为理论流体力学和计算流体力学提供实验资料2风洞实验和数值计算结果的比较和验证3(2)工程性的实验项目航空航天:飞行器或其他部件模型的升阻力实验、压力分布实验、流场测量实验、颤振实验等,确定飞行器的气动力特性,为气动设计提供科学依据风工程:高层建筑物、高大烟囱、电视塔、桥梁、大跨度结构物的风力载荷交通:交通工具的气动阻力和稳定性实验能源:风力发电、流体机械叶轮机性能空调效率环保工程:污染源扩散、环境评价、合理布局计量工程:(1)优点风洞的实验条件:如空气压力、温度、密度、速度可以准确控制,控制风速较为方便。利用率高。实验模型和观测仪器都是固定不动的,便于流动现象的观测,实验测量精度较高。可将实验对象的各部件做成不同模型单独进行实验。5(2)局限性不能保证和实际流场完全相似。风洞实验只能是部分相似,不能满足所有的相似准则。Re数:马赫数:低速风洞中主要满足Re数相等。超音速风洞中主要满足马赫数相等。亚音速或跨音速风洞中很难兼顾,达不到所需Re数。6风洞壁的干扰(边界干扰),模型支架的干扰,实验段气流特性和实际流场的差异等实验数据需要进行修正。(1)按风洞实验段中气流速度V的大小来分低速风洞:气流速度V<100m/s,马赫数M<,分为回流式和直流式,不考虑压缩性的影响,最常见的风洞。高亚音速风洞:<M<,外形与低速风动相似,风扇驱动功率较大,一般为两级以上的轴流式风扇,回流管道中需装冷却器或换气系统。跨音速风洞:<M<,工作段双层结构,内外层间称为驻室(压力可调)。内层壁面开有孔或槽,消除模型激波反射现象和低超音速时的模型壅塞。9超音速风洞:<M<,一般采取暂冲式工作方式。采用下冲或抽吸的方法达到所需的马赫数。高超音速风洞:<M<10,需要有很高压力的高压气源(高压压气机和高压贮气罐)和真空罐,采用下冲和抽吸的方法造成很高的压力比。需防止气流加速过程中产生液化,在进入收缩段前要预热。极高速风洞:马赫数M>10,又称为激波风洞,气流密度极低,相当于极高速的洲际导弹在高空飞行的状态。10