4m×3m风洞风工程试验段研制

介绍了气动中心低速所４ｍ×３ｍ风洞增设风工程试验段的方案选择、结构设计。这个试验段长１４．５ｍ、宽４ｍ、高２．２ｍ，不改动原风洞结构、装拆方便，可较好地模拟大气边界层、并已成功地应用于风工程试验。

开口试验段优化设计数值模拟

为提高某低速风洞开口试验段流场品质,采用计算流体力学方法,结合适当的边界条件,对不同设计方案进行了模拟.数值模拟结果显示:采用集气扩散段能有效提高开口试验段流场均匀性;在试验段入口前加装蜂窝器和阻尼网,对提高试验段流场均匀性和方向场、降低湍流度有重要作用.对试验段尺寸与收集器设计的进一步研究表明,延长试验段前入口区长度、增大试验段口径、改变集气扩散段位置与尺寸都能够有效提高模型区流场品质.通过比较,得出了较为合理的匹配参数,流场指标达到了设计要求.

FD-09风洞收缩型二元试验段插件的设计与应用

为了提高FD-09风洞的试验风速,在其试验段内设计安装了一套收缩型二元试验段插件;建立了宽3m、高2m的水平二元试验段;通过风速校测试验分析了二元试验段的最大风速、静压等性能。结果表明:空风洞最大风速由100m/s提高到了115m/s,并与理论计算结果吻合较好,两者相差仅约0.2m/s,说明插件的设计是成功的;二元试验段风速提高时,试验段洞壁也将受到非常大的外压,风速为115m/s时试验段洞壁承受4.8kPa外压,这将会影响试验段洞壁的结构安全,因此设计时需要考虑试验段洞壁的结构强度;此外,将插件成功应用于高速列车受电弓等风洞试验,扩展了FD-09风洞的高风速试验能力。

大型低速风洞收集器及过渡段有限元分析

大型低速风洞是国内新建的低速风洞,3/4开口试验平台是大型低速风洞重要的试验设备之一,而收集器及过渡段结构是连接3/4开口试验平台的重要部件。收集器及过渡段在试验过程中,受到自重和气动载荷作用,需要在部件设计时进行力学校核。以大型低速风洞3/4开口收集器及过渡段结构为研究对象,对部件的强度刚度以及动态力学性能进行了有限元建模分析。有限元结果表明:收集器及过渡段结构满足设计强度刚度要求,同时通过动力学分析,收集器及过渡段结构不会发生共振现象。

基于TSV软件的大型低速风洞8 m×6 m试验段结构有限元分析

大型低速风洞8 m×6 m试验段能够减少模型尺度效应,更好地模拟被测试模型的细节,在航空、航天等领域有着广泛的应用需求。风洞尺寸越大,对风洞结构的安全性、可靠性和建造成本的要求就越高,因此,在设计阶段就必须对风洞试验段进行整体结构强度、刚度分析以校核其运营的安全性。以有限元模拟仿真分析软件TSV-Solutions对8 m×6 m试验段进行结构强度分析和模态分析,根据结果提出优化改进风洞试验段的结构,并对优化后的结果进行分析,优化后的大型低速风洞8 m×6 m试验段整体结构的强度和刚度在各种载荷工况下都能满足工程要求,计算模态结果与原设计方案一致,验证了本分析模型的合理性和可靠性。

杯式风速传感器检定量值线性延伸方法探讨

现阶段由于多数地区的风洞硬件和软件条件有限,无法对自动气象站风速传感器进行30、40以及70 m/s等高风速段的检定,从而导致这些地区高风速段数据的准确性和可靠性得不到保证。为了解决这一问题,提出低风速段的检定数据线性延伸至高风速段的方法,并从三杯式风速传感器的物理原理出发,通过理论分析和实验验证两方面证明该方法的可行性,从而解决了这一实际问题,为新的自动气象站风速检定规范制定提供有力的理论依据。

24角形剖面的风洞试验研究及工程应用

为克服圆剖面在雷诺数临界区流动不稳定的缺点，对多种具有高边数多角形剖面的柱体进行了比较试验，优选出２４角形剖面。完成了２４棱柱体和圆柱体在亚、跨、超临界雷诺数下的测力、测压对比试验，揭示了２４角形剖面在全雷诺数范围的低速气动力特性。２４棱柱体的临界雷诺数只有圆柱体的三分之一左右。在临界区气动力变化没有圆柱体那么强烈，侧力小一半左右。在１．２×１０５＜Ｒｅ＜３．６×１０５区域，２４棱柱体的阻力比圆柱体低４０％。综合考虑减阻、减小侧力及流态稳定诸因素，２４棱柱体的有利工作雷诺数范围在２×１０５～４×１０５。该雷诺数范围正是３ｍ量级风洞常用风速支杆的工作雷诺数，２４棱支杆在３ｍ以上量级低速风洞中有推广价值。

基于激光多普勒测速技术的突扩巷道流场风速分布研究

利用非接触测量技术激光多普勒测速仪(LDA)测试得到了突扩巷道流场断面风流分布特征。实验表明,突扩前平直巷道断面内风流呈对称分布,突扩后上下隅角形成回流漩涡区,且为不对称分布;从断面纵对称轴上风速分布来看,回流区内断面风速呈现出“Ω”型分布趋势,而断面横对称轴上风速分布对称性良好,未受断面突扩影响;全断面风速等值线为环状分布曲线,受矩形管道湍流二次流影响,在突扩巷道断面角域处风流速度分布呈现出略有凸起的形式。研究表明,非接触LDA测速技术为复杂的矿井通风巷道流场湍流特性研究提供了实验手段。