当前位置:主页 > 测试仪器

风洞测试怎么自己做?

时间:2024-05-01 18:27|来源:未知|作者:admin|点击:0次

一、风洞测试怎么自己做?

气流风洞测试是一种研究气动学特性的实验测试,它可以帮助了解飞行器的性能并进行验证设计。自己做气流风洞测试需要经过以下步骤:1. 构建风洞:建造一个具有固定尺寸、压力、温度等参数的完整的气流风洞,可以使用预制气流风洞或由具备气动学技术的工程师完成设计、建造。2. 生成气流:建立一致气流,这可以通过重复次数增加和减少气流来实现,也可以使用控制装置来调整气流速度,以确保正确的压力。3. 测量:测量气流的压力、速度、温度、相对湿度等各种参数。4. 绘制压力图线:将测得的各种参数绘成压力图线,以表示飞行器的性能特性。5. 验证设计:根据压力图线,验证飞行器在竞争环境内表现出的性能和设计方案是否有效。

二、汽车风洞测试是怎样进行的?

来说说如何做汽车风阻测试的。

(一)、风洞组成

风洞洞体由动力段、扩散段、收缩段、低速试验段、高速试验段、拐角导流片、稳定段、蜂窝器等部分组成。风洞动力系统由大功率直流电机驱动,风扇系统由玻璃钢桨叶组成。

(1)、收缩段

收缩段位于试验段的前面,随着其横截面积的不断缩小,气流从入口被逐渐加速到试验段所需要的流动参数值。收缩段的一个重要特性参数是收缩比,通常用K表示:

K=收缩段进口面积/收缩段出口面积

收缩段的形状和收缩比对流场的品质和风洞消耗功率有很大的关系。希望所选择的收缩段形状能在出口处得到一种速度分布均匀和平行于风洞轴线的气流,从而保证试验段中的气流速度均匀而平直。收缩比大的风洞所消耗的能量大,但可得到紊流度较低的气流,一般汽车风洞的收缩比建议为K=2-4。

(2)、试验段

试验段是风洞的核心部位,试验对象、模拟环境条件的一些装置以及测量仪器、观察控制室等都设置在这里。试验段的三维尺寸和风速是风洞的重要参数,三维尺寸不仅决定了所能进行汽车风洞的性质(是实车还是模型),而且还直接影响到流场品质和试验结果的可靠性。试验段应当足够长,以便能将汽车或汽车模型以不同位置安置在地板与天平上,试验段的长度一般建议不小于横截面直径的二倍。

下图:宝马实车风洞试验段:

(3)、扩散段

扩散段的作用是通过风道横截面积的增加,降低风洞中气流的速度,从而降低能量损失。它一般位于试验段的后面。扩散段管道的横截面积通常采取逐渐增大的方法,从而将试验段出口处的动能最有效的转变成压力能。另外,扩散段应有适当的长度,其扩散角一般不超过50~60。

(4)、动力段

动力段一般包括电机、风扇、整流罩、等流计、止旋片。它的作用是不断为风洞中的气流补充量,以保证气流以一定的速度恒稳地在风洞中流动。调节风洞中风速的方法通常有两种:一是加大电机的功率;二是调节风扇的浆叶角度。装在风扇前的导流片和装在风扇后的止旋片都是用于消除风扇所造成的旋流,从而改善气流的状态,提高流场品质。

下图:动力段风扇

(5)、稳定段

稳定段的作用主要是消除旋涡、稳定气流状态。在稳定段中通常装置有整流网(阻尼网)和蜂窝器。整流网一般采用金属丝制成,整流网主要用以将气流旋涡转换成大量的能迅速衰减的小旋涡,因此虽然在离网很近的距离内,会增加紊流度,但离开网一定距离后,气流的紊流度会大大降低。蜂窝器一般由一定宽度的金属薄片制成用以消除气流的低频脉动以及和整流网一起消除空间的不均匀

性。由于蜂窝器在沿风洞轴线方面有一定的宽度,故而可以减少气流速度对于风洞轴线的倾斜脉动。

下图:风洞整体图下图:风洞实验室内外景

下图:实验现场图(分别是侧偏6度,0度,15度的情况)

(二)、风洞试验部分设备

(1)、气动力天平

气动力天平是用来测量模型的气动力和力矩的测量仪器。图示天平为六分量应变式汽车专用天平,可以用来测量 汽车的阻力、升力、侧力、横摆力矩、侧倾力矩和俯仰力矩。这个是最基本的测量,一般的企业做这个测量可以验证CFD仿真的准确性。

下图:六分量天平

下图:六分量具体内容

(2)、地面抽吸设备

汽车模拟风洞对模拟地面的边界层具有较高的要求,其地面厚度不应超过地面间隙的1%~8%。否则将影响试验结果。地面效应模拟使由于气流相对于地板运动而产生的附面层尽量的小。模拟地面效应一可以采用以下几种方法:

(3)、流场显示设备

流场显示试验,主要用于观测车辆内外的空气流动、车身表面的尘土污染以及车窗上的水滴流动等现象。流场定量测量可以测得流场中待测点的流场数值(一般为与速度有关的数值),主要用于分析流场特性,如汽车尾部流场特性等。目前,流场显示试验常用的方法有丝带法、烟流法、油膜法,粒子图像测速法(PIV)等。

①、丝带法

丝带法是用于观察表面流场的常用方法。通过观察粘贴在模型表面上的丝带的运动状况来确定模型表面的流谱。通过长飘绸带来显示连续的气流流况。

丝带的飘动方向和范围即为模型表面该点处的气流速度和方向变动范围。通常选用轻柔的绸带和细小的丝线。丝带的长度和间距根据模型部位和流场的复杂情况等确定,长度一般在50-100 mm之间,间距一般在5-10 mm之间。在流场较复杂的部位,如前侧窗附近,采用较短的丝线,间距也较小些。反之,在一些结构变化较小、流动较简单的表面上布置的丝带较长,间距也较大。丝带法丝带法简单易行,各点流态清晰可见。但因丝带本身的重量和惯性,与真实的流态略有差异。

②、烟流法

烟流法显示周围的气流流场以及模型表面的分离流和尾部涡流等。试验时,烟流发生器产生烟,并由梳状管排出烟丝。烟流试验风速通常选择在10-20 m/s之间。

③、油膜法

油膜法主要用于汽车表面污染的研究,是将混有一定颜色的不易挥发、粘度较大的油液均匀地喷涂在模型或汽车表面。根据模型表面的油膜上的风纹可看出气流的方向和流速大小。油的常用原料是液体石蜡、油酸和氧化钛、氧化钦、氧化铝或石墨按一定重量比的混合物。使用油膜法可使表面流谱图像一目了然,并可在风洞停止吹风后一段时间内保持其表面流谱。但是需长时间吹风,油易流淌,模型及风洞易脏。

④、PIV法

PIV(Particle Image Velocimetry),即粒子图像测速法,是一种瞬态、多点、无接触式的流体力学测速方法。PIV技术的特点是超出了单点测速技术(如LDV)的局限性,在同一瞬态记录下大量空间点上的速度分布信息,并可提供丰富的流场空间结构以及流动特性。

PIV基本原理:在流场中撒布大量示踪粒子跟随流场运动,把激光束经过组合透镜扩束成片光照明流场,使用数字相机拍摄流场照片,得到的前后两帧粒子图像,对图像中的粒子图像进行互相关计算得到流场一个切面内定量的速度分布,进一步处理可得流场涡量、流线以及等速度线等流场特性参数分布。

PIV示意图:

PIV系统组成:

下图:部分组件图

下图:PIV实验现场图:

PIV实验结果:美国GTS卡车的尾部流场状况再用专业后处理软件可以得到涡流状况:

(4)、压力测试

汽车表面压强分布对于汽车的气动阻力、风噪声、面板振颤、通风换气以及各装置的合理布置都有密切的关系。汽车表面压强分布测量按测量方式分一般有接触式测量和非接触式测量两种。

①、接触式测量

试验前,首先确定模型上的测压部位、测压点数及点位坐标,然后在这些点位处开孔。为了不影响试验数据,一般应尽量使孔径小,将测压管埋入孔内,用砂纸打磨来保证车身表面的光滑。各测压孔所感受的压强通过测压管、传导管与压强测量仪器相连接。在压强变化剧烈的地方应将测压孔布置得适当密一些,压强变化平缓处则适当的稀一些。下图为车身表面局部静压测量,在模型被测表面的法向开一小孔来感受该处的静压。小孔直径一般为0.5-2 mm,h/d>2,测压孔的轴线应与壁面垂直,孔内壁要求光滑,孔口无毛刺,孔口附近物面光滑。这种方法对气流的扰动小、操作简便、可以得到较准确的车身表面局部静压值,应用广泛。对于表面不能钻孔的实车测压,目前大多采用片式压力传感器,这样就不需要在汽车表面打孔且方便试验数据采集处理。但是片式传感器的存在会对汽车周围的流场造成一定的干扰。

下图:车身表面局部静压测量:

下图:测压管下图:布点图

在模型上布置直径为1~1.1mm的测压钢管,且测压钢管轴线垂直于模型表面,测压钢管通过软管与压力扫描阀的管咀连接,实现对测点风压的传递与测量。

下图:风压系统示意图

②、非接触式测量

光学压敏漆测压方法是近年来比较成熟的非接触式测压方法。美国华盛顿大学化学部首先于1987年研制了压敏漆,1989年1月首次用于风洞实验,同时在美国宇航局Ames研究中心流体机械实验中得到实验演示。在光的照射下,处于基态的分子会吸收某种特定频率的光子,并转变为不稳定的激发态分子。当激发态分子回复到基态时,随之而产生具有极少量热量的光辐射——荧光。通过对大量发光分子的观察,发现在有氧气存在时,这些辐射光在发光过程中碰撞钝化而导致发光衰弱即被氧猝灭。压敏漆测压就是基于发光分子的光致发光和氧猝灭原理。将播有发光分子的压敏漆用适当方式涂在被测模型表面,选用适当波长的激发光照射时,压敏漆瞬时发出某一波段的可见光,当

气流经过模型表面时,各处所受压力不一样,则氧分压也不同,造成对压敏漆中发光分子的猝灭程度不一样。故模型表面的氧分压(即当地静压)越大,发光光强就越小。通过发光强度的测量,就可计算出压力的定量值,从而得到表面压力特性。

下图:压敏漆测压示意图

三、飞机模型怎么进行风洞测试?

风洞测试是飞机模型设计和优化的重要手段之一,可以模拟真实飞行中的气流环境,对飞机模型的气动性能进行测试和评估。飞机模型进行风洞测试的一般步骤如下:

1.制作飞机模型:根据设计要求制作飞机模型,通常使用石膏或树脂等材料制作。

2.安装传感器:在飞机模型上安装压力传感器、温度传感器等多种传感器,以便测量飞机模型在不同气流条件下的气动性能数据。

3.将飞机模型置于风洞中:将制作好的飞机模型放置在风洞中,风洞会产生气流环境,模拟真实飞行中的气流环境。

4.记录测试数据:通过传感器记录下飞机模型在不同气流条件下的气动性能数据,如空气动力学力、气动力矩、升力系数、阻力系数等。

5.分析数据:将测试数据导入计算机中进行分析,以评估飞机模型的气动性能,并对模型进行优化设计。

需要注意的是,风洞测试是一种比较复杂的测试方法,需要专业的设备和技术支持。在进行风洞测试前,需要进行充分的计划和准备,以确保测试结果的准确性和可靠性。

四、道奇挑战者有风洞测试吗?

有因为道奇挑战者是一款高性能跑车,对于车辆的气动性能要求非常高,因此设计过程中必须进行风洞测试,以确保车辆在高速行驶时具有优秀的稳定性和操控性。此外,不仅道奇挑战者,现代汽车制造业中的大多数车型都需要进行风洞测试,以保证车辆的性能和安全性。风洞测试是一种非常重要的汽车测试方法,通过在风洞中模拟不同的驾驶条件,如不同车速、不同风向等,来测试车辆的空气动力性能。这种测试方法可以大大缩短车辆开发周期,提高生产效率和质量。同时,也可以为汽车设计师提供更多的数据和信息,帮助他们更好地优化车辆设计,提高车辆的性能和安全性。

五、电动汽车需不需要做风洞测试?

谢邀,所有车都需要,电动车也不例外。

风洞测试一方面是为了测量汽车的风阻,寻找影响风阻的关键点,另外一方面也要寻找风噪来源,以便进行设计调整。

与汽车的动力形式关系无关。

六、用加湿器可以给模型做风洞测试吗?

加湿器只能增加空气的湿度,并不能提供足够的气流速度来进行模型的风洞测试。

在模型风洞测试中,需要使用专门的风洞设备来模拟风场,产生足够的气流速度和风压力,以测试模型的空气动力学特性和飞行性能。加湿器无法提供这种气流速度和风压力,因此不能用于模型风洞测试。

七、风洞怎么测试飞机?

风洞一般称之为风洞测试。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。

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。

八、主机箱风洞

在选择一台优秀的电脑主机时,除了重视其内部硬件配置和性能表现,我们也不应忽视主机箱的重要性。主机箱不仅仅是保护计算机内部硬件的壳体,它还扮演着散热和风流的关键角色。今天,我们将聚焦于主机箱中的一个重要设计特点:主机箱风洞。

什么是主机箱风洞?

主机箱风洞是指在主机箱外壳设计中考虑到电脑散热问题所做的特殊设计。它可以提供良好的空气流通,确保计算机内部的温度处于可控范围内,防止硬件过热引发性能问题甚至损坏。

主机箱风洞的设计理念基于两个关键因素:吸入冷风和排出热风。通过合理布置主机箱内部的风扇和进气口以及出气口,主机箱风洞可以创造良好的空气流动环境。好的主机箱风洞设计能够更好地冷却硬件、减少噪音,并提升整体系统性能。

主机箱风洞的三大特点

  1. 冷却效果:主机箱风洞设计能够有效降低计算机硬件的温度,保持其在正常范围内运行。通过优化空气流动,冷却风扇可以提供足够的冷却,确保硬件稳定性和长寿命。
  2. 降噪功能:好的主机箱风洞设计可以减少风扇运转时产生的噪音。采用静音风扇、减震螺丝等降噪技术和布局,可以使计算机运行更加安静。
  3. 个性化外观:主机箱风洞设计不仅仅追求实用性,也注重美观性。许多主机箱制造商通过巧妙的设计和特殊的灯光效果,为用户提供独特的个性化选择。

如何选择一款适合的主机箱风洞?

在选择适合自己的电脑主机和主机箱时,主机箱风洞是一个需要考虑的重要因素。以下是一些建议:

  • 散热需求:如果你计划进行高性能操作,如游戏、视频编辑等,那么需要选择一个主机箱风洞设计更加出色的型号,以确保硬件的有效散热。
  • 噪音控制:如果你对电脑噪音非常敏感,希望在工作或学习时保持安静,那么选择一款降噪效果好的主机箱风洞是明智的选择。
  • 外观设计:如果你追求个性化和独特的外观,可以选择一个拥有特殊灯光效果或创意设计的主机箱风洞。
  • 合理预算:在选择主机箱风洞时,不仅需要考虑其性能和品质,还需要根据预算进行选择。不同品牌和型号的主机箱风洞价格差异较大,选择符合自己需求的同时也要合理评估预算。

主机箱风洞在未来的发展趋势

随着电脑硬件技术的不断发展和普及,人们对于计算机性能和散热要求的提升也日益迫切。未来的主机箱风洞设计将更加注重创新和科技化。以下是一些可能的发展趋势:

  • 高效散热:未来的主机箱风洞可能采用更先进的散热技术,如液态循环散热系统,以提供更高效的散热效果。
  • 智能控制:随着智能科技的快速发展,主机箱风洞可能会配备智能控制装置,通过感应温度、风速等参数,实现自动调节风扇转速和供气量。
  • 可定制性:未来的主机箱风洞可能提供更多的可定制选项,以满足用户对个性化外观和配置需求的不断变化。

结语

作为一名电脑爱好者或玩家,我们不应只关注硬件配置和性能,选择一台具备出色主机箱风洞的电脑同样至关重要。良好的主机箱风洞设计能够为计算机提供优秀的散热性能、噪音控制和个性化外观。在选择主机箱时,我们应该根据自己的需求和预算,选择一个适合的主机箱风洞,以确保计算机的稳定运行和良好体验。

九、风洞理论?

风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。根据相对性原理,飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来,两者的作用是一样的。

但飞机迎风面积比较大,如机翼翼展小的几米、十几米,大的几十米(波音747是60米),使迎风面积如此大的气流以相当于飞行的速度吹过来,其动力消耗将是惊人的。

根据相似性原理,可以将飞机做成几何相似的小尺度模型,只要保持某些相似参数一致,试验的气流速度在一定范围内也可以低于飞行速度,并可以根据试验结果推算出真实飞行时作用于飞机的空气动力

十、风洞原理?

答:风洞实验的理论依据是运动相对性原理和流动相似性原理。根据相对性原理,飞机在静止空气中飞行所受到的空气动力,与飞机静止不动、空气以同样的速度反方向吹来,两者的作用是一样的。

Copyright © 2024 温变仪器 滇ICP备2024020316号-40