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風(fēng)洞試驗(yàn)

補(bǔ)充:0  瀏覽:16121  發(fā)布時間:2012-8-22

  


  流體力學(xué)方面的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)指在風(fēng)洞中安置飛行器或其他物體模型,研究氣體流動及其與模型的相互作用,以了解實(shí)際飛行器或其他物體的空氣動力學(xué)特性的一種空氣動力實(shí)驗(yàn)方法;而在昆蟲化學(xué)生態(tài)學(xué)方面則是在一個有流通空氣的矩形空間中,觀察活體蟲子對氣味物質(zhì)的行為反應(yīng)的實(shí)驗(yàn)。
實(shí)驗(yàn)分類
  空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)分實(shí)物實(shí)驗(yàn)和模型實(shí)驗(yàn)兩大類 。實(shí)物實(shí)驗(yàn)如飛機(jī)飛行實(shí)驗(yàn)和導(dǎo)彈實(shí)彈發(fā)射實(shí)驗(yàn)等,不會發(fā)生模型和環(huán)境等模擬失真問題,一直是鑒定飛行器氣動性能和校準(zhǔn)其他實(shí)驗(yàn)結(jié)果的最終手段,這類實(shí)驗(yàn)的費(fèi)用昂貴,條件也難控制,而且不可能在產(chǎn)品研制的初始階段進(jìn)行,故空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)一般多指模型實(shí)驗(yàn)?諝鈩恿W(xué)實(shí)驗(yàn)按空氣(或其他氣體)與模型(或?qū)嵨铮┊a(chǎn)生相對運(yùn)動的方式不同可分為3類:①空氣運(yùn)動,模型不動,如風(fēng)洞實(shí)驗(yàn) 。②空氣靜止,物體或模型運(yùn)動,如飛行實(shí)驗(yàn)、模型自由飛實(shí)驗(yàn)(有動力或無動力飛行器模型在空氣中飛行而進(jìn)行實(shí)驗(yàn))、火箭橇實(shí)驗(yàn)(用火箭推進(jìn)的在軌道上高速行駛的滑車攜帶模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn))、旋臂實(shí)驗(yàn)(旋臂機(jī)攜帶模型旋轉(zhuǎn)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn))等。③空氣和模型都運(yùn)動,如風(fēng)洞自由飛實(shí)驗(yàn)(相對風(fēng)洞氣流投射模型而進(jìn)行實(shí)驗(yàn))、尾旋實(shí)驗(yàn)(在尾旋風(fēng)洞上升氣流中投入模型,并使其進(jìn)入尾旋狀態(tài)而進(jìn)行實(shí)驗(yàn))等。進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)時,應(yīng)保證模型流場與真實(shí)流場之間的相似,即除保證模型與實(shí)物幾何相似以外,還應(yīng)使兩個流場有關(guān)的相似準(zhǔn)數(shù),如雷諾數(shù)、馬赫數(shù)、普朗特數(shù)等對應(yīng)相等(見流體力學(xué)相似準(zhǔn)數(shù))。實(shí)際上,在一般模型實(shí)驗(yàn)(如風(fēng)洞實(shí)驗(yàn))條件下,很難保證這些相似準(zhǔn)數(shù)全部相等,只能根據(jù)具體情況使主要相似準(zhǔn)數(shù)相等或達(dá)到自準(zhǔn)范圍。例如涉及粘性或阻力的實(shí)驗(yàn)應(yīng)使雷諾數(shù)相等;對于可壓縮流動的實(shí)驗(yàn),必須保證馬赫數(shù)相等,等等。應(yīng)該滿足而未能滿足相似準(zhǔn)數(shù)相等而導(dǎo)致的實(shí)驗(yàn)誤差,有時也可通過數(shù)據(jù)修正予以消除,如雷諾數(shù)修正。洞壁和模型支架對流場的干擾也應(yīng)修正。空氣動力學(xué)實(shí)驗(yàn)主要測量氣流參數(shù),觀測流動現(xiàn)象和狀態(tài),測定作用在模型上的氣動力等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果一般都整理成無量綱的相似準(zhǔn)數(shù),以便從模型推廣到實(shí)物。
實(shí)驗(yàn)原理
  風(fēng)洞一般稱之為風(fēng)洞試驗(yàn)。簡單地講,就是依據(jù)運(yùn)動的相對性原理,將飛行器的模型或?qū)嵨锕潭ㄔ诘孛嫒斯きh(huán)境中,人為制造氣流流過,以此模擬空中各種復(fù)雜的飛行狀態(tài),獲取試驗(yàn)數(shù)據(jù)。這是現(xiàn)代飛機(jī)、導(dǎo)彈、火風(fēng)洞
箭等研制定型和生產(chǎn)的“綠色通道”。簡單的說,風(fēng)洞就是在地面上人為地創(chuàng)造一個“天空”。至于我們國家的風(fēng)洞為什么會選擇建在大山深處,那是歷史原因造成的。

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