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风洞试验

补充:0  浏览:7822  发布时间:2012-8-22

  


  流体力学方面的风洞实验指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;而在昆虫化学生态学方面则是在一个有流通空气的矩形空间中,观察活体虫子对气味物质的行为反应的实验。
实验分类
  空气动力学实验分实物实验和模型实验两大类 。实物实验如飞机飞行实验和导弹实弹发射实验等,不会发生模型和环境等模拟失真问题,一直是鉴定飞行器气动性能和校准其他实验结果的最终手段,这类实验的费用昂贵,条件也难控制,而且不可能在产品研制的初始阶段进行,故空气动力学实验一般多指模型实验。空气动力学实验按空气(或其他气体)与模型(或实物)产生相对运动的方式不同可分为3类:①空气运动,模型不动,如风洞实验 。②空气静止,物体或模型运动,如飞行实验、模型自由飞实验(有动力或无动力飞行器模型在空气中飞行而进行实验)、火箭橇实验(用火箭推进的在轨道上高速行驶的滑车携带模型进行实验)、旋臂实验(旋臂机携带模型旋转而进行实验)等。③空气和模型都运动,如风洞自由飞实验(相对风洞气流投射模型而进行实验)、尾旋实验(在尾旋风洞上升气流中投入模型,并使其进入尾旋状态而进行实验)等。进行模型实验时,应保证模型流场与真实流场之间的相似,即除保证模型与实物几何相似以外,还应使两个流场有关的相似准数,如雷诺数、马赫数、普朗特数等对应相等(见流体力学相似准数)。实际上,在一般模型实验(如风洞实验)条件下,很难保证这些相似准数全部相等,只能根据具体情况使主要相似准数相等或达到自准范围。例如涉及粘性或阻力的实验应使雷诺数相等;对于可压缩流动的实验,必须保证马赫数相等,等等。应该满足而未能满足相似准数相等而导致的实验误差,有时也可通过数据修正予以消除,如雷诺数修正。洞壁和模型支架对流场的干扰也应修正。空气动力学实验主要测量气流参数,观测流动现象和状态,测定作用在模型上的气动力等。实验结果一般都整理成无量纲的相似准数,以便从模型推广到实物。
实验原理
  风洞一般称之为风洞试验。简单地讲,就是依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代飞机、导弹、火风洞
箭等研制定型和生产的“绿色通道”。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个“天空”。至于我们国家的风洞为什么会选择建在大山深处,那是历史原因造成的。

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