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什么是風洞,有什么作用?

閱讀:2322      發(fā)布時間:2020-4-24
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風洞指的是風洞實驗室,是以人工的方式產(chǎn)生并且控制氣流,用來模擬飛行器或?qū)嶓w周圍氣體的流動情況,并可量度氣流對實體的作用效果以及觀察物理現(xiàn)象的一種管道狀實驗設(shè)備,它是進行空氣動力實驗常用、有效的工具之一。

風洞實驗是飛行器研制工作中的一個*的組成部分。它不僅在航空和航天工程的研究和發(fā)展中起著重要作用,隨著工業(yè)空氣動力學的發(fā)展,在交通運輸、房屋建筑、風能利用等領(lǐng)域更是*的。這種實驗方法,流動條件容易控制。實驗時,常將模型或?qū)嵨锕潭ㄔ陲L洞中進行反復吹風,通過測控儀器和設(shè)備取得實驗數(shù)據(jù)。

風洞實驗中,需要用支架把模型支撐在氣流中。支架的存在,產(chǎn)生對模型流場的干擾,稱為支架干擾。雖然可以通過試驗方法修正支架的影響,但很難修正干凈。近來,正發(fā)展起一種稱為"磁懸模型"的技術(shù)。在試驗段內(nèi)產(chǎn)生一可控的磁場,通過磁力使模型懸浮在氣流中。

世界前沿的汽車公司在進行汽車開發(fā)時,都要先制成1:2或1:1的汽車泥模,然后在風洞中做實驗,測試汽車模型在告訴流動空氣中的性能表現(xiàn),然后不斷進行修改和完善。汽車風洞就是用來研究汽車空氣動力學的一種大型實驗設(shè)施,是用來產(chǎn)生人造氣流的管道。在寶馬新建的空氣動力學測試中心內(nèi)共有兩個風洞,一個稱為Aerolab的風洞內(nèi),可以測試1:2的汽車油泥模型;另一個稱為“主風洞”則可以測試1:1的汽車油泥模型。根據(jù)實驗情況對車身各部分進行細節(jié)修改,使風阻系數(shù)達到設(shè)計要求,再用三維坐標測量儀測量車身外形,繪制車身圖紙,進行車身重壓模具的設(shè)計、生產(chǎn)等技術(shù)工作。 其實風洞不是一個洞,而是一條大型隧道或管道,這與他的英文名wind tuennl的原意比較相符,當初不知哪位先生將其譯為風洞。里面有一個巨型扇葉,能產(chǎn)生一股強勁氣流。氣流經(jīng)過一些風格柵,減少渦流產(chǎn)生后才進人試驗室。風洞的大作用是用來測量汽車的風阻,風阻的大小用風阻系數(shù)CD表示,風阻系數(shù)越小,說明它受空氣阻力影響越小。當然,除了用來測量風阻外,風洞還可以用來研究氣流繞過車身時所產(chǎn)生的效應,如升力、下壓力,還可以模擬不同的氣候環(huán)境,如炎熱二寒冷、下雨或下雪等情況。這樣,工程師們便可以知道汽車在不同環(huán)境下的工作情況,特別是冷卻水箱散熱、制動器散熱等問題。新車在造型設(shè)計階段,必須將汽車制成風洞試驗模型進行風洞試驗,以便改進汽車的形狀,提高空氣動力性能。+按照尺寸的大小,風洞可分為供縮小比例模型試驗的風洞和供整車試驗的大型風洞,按照氣流流動的形式,風洞又可分為直流式和回流式兩種。用道路試驗的辦法,不可能同時測得空氣作用力的6個分力,因而風洞試驗就成為研究汽車空氣動力性能的有效的手段,風洞是在飛機制造業(yè)先應用的。汽車風洞有模型風洞、實車風洞和氣候風洞等。 目前世界上的實車風洞還不多,主要集中在日、美、德、法、意等國的大型汽車公司。目前我國大型的風洞是中國航空動力研究所的風洞實驗室。他主要承擔中國航天和航空機械的風洞實驗任務(wù),也可用作汽車、建筑物和運動設(shè)備的風洞實驗。

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