泛亚汽车缩比模型风洞性能与气动实验

泛亚汽车缩比模型风洞于2018年12月份建成并投入运营,为汽车造型前期的空气动力学研究提供了有力的工具,是国内主机厂首个汽车缩比模型的专业风洞,也是世界上先进的汽车缩比模型风洞,将提升泛亚的整车气动性能开发能力。该风洞设计为40%的缩比模型风洞,采用3/4开口喷射的回流式流道。试验段采用双半径转台,使模型更加靠近高流场品质的喷口,并有效减小了试验段的空间;试验台可在±30°横摆角范围内旋转,用于模拟路面汽车的横向风影响;高精度的六分量测力天平保证了精确的气动力测试;天平系统上集成了五带路面模拟系统,其中中央移动不锈钢带用于模拟汽车行驶的路面相对运动并减少地面附面层影响,其他四带为聚合物,用于驱动车轮高速旋转。边界层移除系统包括近喷口地面处的一级水平抽吸、转盘前缘上游的二级抽吸以及转盘前的三级吹气口,用于有效控制地面附面层的影响。智能的移测及模型定位系统为流场测量和模型的快速移动提供了准确、快速的定位。通过调试和标定,风洞流场品质满足设计要求,轴向静压梯度、压力波动等性能指标好于其他同类风洞。与同济大学的上海地面交通工具风洞中心对标结果一致,偏差不超过1%。

汽车模型风洞研究

汽车缩比模型风洞对汽车空气动力学性能的正向开发、造型设计起着至关重要的作用。对国内外多座先进的模型风洞技术能力进行深入研究,对这些模型风洞的风洞结构、流场品质和试验能力进行了详细总结。结合模型风洞基本理论,提出先进的模型风洞技术指标。

缩比模型轮胎转速对整车风阻影响分析

在缩比模型风洞试验中,若车轮转速设置与气体来流相同,会使轮胎旋转角速度倍增,导致缩比模型设计难度增大,同时试验中的不稳定因素也会增加,因此需要对缩比模型风洞试验中轮胎转速对风阻的影响进行分析,以探究轮胎降转速试验的可行性。本文基于某MPV车型,通过风洞试验及计算流体动力学(CFD)仿真方法对轮胎转速对整车风阻的影响进行分析,结果表明:轮胎转速对风阻测试结果有影响;缩比模型车轮速度设定与来流相同时,缩比模型与全尺寸风阻结果更一致。

助推器支承的火箭地面风载荷非定常气动系数(上)

根据新一代运载火箭CZ-5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩系数的计算公式。将非定常气动弯矩系数中与动特性有关的参数统称为动态弯矩因子,从而统一了所有类型火箭的地面风载荷非定常气动弯矩系数的计算公式。此外为简化助推器支承火箭地面风载荷的试验方法,给出了气动加速度和位移系数的计算方法,提出了加速度因子和动态位移因子的概念。通过对CZ-5缩比弹性模型的动特性和弯矩因子的计算,分析了支承筒和不同构型模型的影响,并根据各阶弯曲模态对应的不同响应因子的变化,证明了地面风载荷试验只计及一阶模态的合理性。建议采用弯矩和位移测量数据分析非定常气动系数,不宜直接采用加速度数据计算气动系数。

助推器支承的火箭地面风载荷非定常气动系数(下)

根据新一代运载火箭CZ-5及其动力学相似缩比模型的助推支承、两个弯曲模态主方向的模态参数有显著差别的特点,推导了火箭地面风载荷在模态主方向的非定常气动弯矩系数,给出了非定常气动弯矩的计算方法,并通过坐标转换,得到风轴气动弯矩系数的计算公式。将非定常气动弯矩系数中与动特性有关的参数统称为动态弯矩因子,从而统一了所有类型火箭的地面风载荷非定常气动弯矩系数的计算公式。此外为简化助推器支承火箭地面风载荷的试验方法,给出了气动加速度和位移系数的计算方法,提出了加速度因子和动态位移因子的概念。通过对CZ-5缩比弹性模型的动特性和弯矩因子的计算,分析了支承筒和不同构型模型的影响,并根据各阶弯曲模态对应的不同响应因子的变化,证明了地面风载荷试验只计及一阶模态的合理性。建议采用弯矩和位移测量数据分析非定常气动系数,不宜直接采用加速度数据计算气动系数。

一种进气道/发动机地面匹配试验方法

为了在单发试验架上模拟单发停车与双发正常工作情况下的进/发匹配安全性,提出了一种进气道/发动机地面匹配试验方法。结果表明:在单发试验台架上,通过在进气道入口前飞机对称面位置加装隔板及取消隔板实现单发停车及双发工作状态的模拟,并根据对地面抽吸试验与缩比模型风洞试验进气道出口性能及总压恢复系数图谱的对比,证明加装隔板及取消隔板模拟双发工作与单发停车状态的合理性;根据流量标定试验结果,对抽吸试验进气道出口参数进行修正,获取全尺寸进气道更加精确的性能,并与缩比模型风洞试验结果对比,全尺寸进气道性能优于缩比模型风洞试验结果;通过发动机地面开车,有效模拟了双发工作与单发停车条件下发动机不同转速及加减速过程中的进发匹配特性,确保了飞机滑行及试飞安全。