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科普:校准风洞中重要参数的含义

分类:流场资讯

    

作者:温特纳

    

来源:原创

    

发布时间:2024-09-11

风洞这个词很多人很陌生,不知道它是干什么的,其实是利用人工产生的气流来模拟飞行器飞行环境的一种管道状试验设备。校准风洞实验中,会涉及到很多重要参数。了解这些专业名词的含义对了解校准风洞的实验过程有很好的帮助。

风洞试验,就是根据相对运动原理和相似理论,在风洞中测量飞行器缩比模型的空气动力特性,并研究相应的流动现象与流动机理。风洞试验要遵循几何相似、流动相似等一系列相似准则。马赫数、雷诺数是其中最重要的相似参数,直接影响风洞试验结果的准确性。

 

温特纳校准风洞


风洞试验段的尺寸也是很重要的参数,直接限定了可用于测试的模型大小,通常情况下,这些试验模型的尺寸远小于真实飞行器的实际尺寸。若模型设计得过于小巧,则难以精确再现飞行器上的复杂几何特征及微小部件。相反,随着风洞规模的扩大,能够支持的试验模型尺寸也相应增大,从而提升了模型的保真程度,使得试验数据更加接近真实情况,可靠性也随之增强。然而,风洞规模的增长也意味着建设过程中的技术挑战增加,运行成本也随之上升。因此,在规划风洞尺寸时,必须综合考虑模拟的精确度要求、技术实现的可行性以及经济成本的合理性,以达成一个既满足科研需求又经济高效的平衡点。

为此,世界主要空气动力研究机构,都对风洞尺寸进行统一规划,按大、中、小尺寸配套,成体系地进行建设。其中,小型风洞主要用于基础研究和先进气动技术探索,多学科研究及CFD验证;中型风洞主要用于中小型飞行器选型、校核和定型试验,先进气动技术的验证;大型风洞主要用于大型飞行器的选型、校核和定型试验等。

低速风洞(马赫数小于0.4)广泛应用于飞机起飞与着陆过程模拟,以及低速飞行器、建筑、车辆、桥梁等领域的空气动力特性研究。随着马赫数的提升,进入高速风洞范畴(马赫数介于0.4至5之间),这一类别进一步细化为跨声速风洞(马赫数0.4至1.4)和超声速风洞(马赫数1.4至5),专为各类航空飞行器的空气动力性能试验设计。而超高速风洞(马赫数5及以上)则专注于航天飞行器在严苛速度条件下的空气动力学探索,为航天技术的发展提供重要支持。

风洞按照驱动方式还可分为连续式和暂冲式。连续式风洞是由风扇压缩机系统驱动气流在风洞回路中运动。优点是运行时间长,运行成本较低;缺点是技术较为复杂,建设成本较高。

暂冲式风洞是由预先压缩的高中压气源驱动或真空罐抽吸形成流动。其优点是建设技术相对简单,建设成本低;缺点是运行时间短,运行成本高。

这些是一部分有关风洞实验的一些参数说明,校准风洞其实也是属于风洞的一种,近年来,民营校准风洞的发展也是越来越快,也涌现出了一批科技企业进行相应的筹建,温特纳科技就属于其中之一。希望这些科普内容能帮助大家更好的了解校准风洞背后的奥秘。

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关键词: 【温特纳校准风洞】

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