我国大型飞机风洞试验技术研究现状与发展趋势

大型飞机风洞试验技术是大型飞机产业化发展的重要技术基础。本文简要介绍了大型飞机气动布局特点及其风洞试验需求,阐述了近十多年来我国在边界层转捩精确模拟与流动精细化观测、高速风洞试验模型支撑、精细化气动力/气动载荷测量、气动力试验数据修正、气动噪声、结冰与防除冰等大型飞机风洞试验技术研究方面的发展现状,分析了我国现有风洞试验技术能力水平与航空发达国家及未来型号发展需要之间的差距,并提出了下一步发展建议。

5.5m×4m声学风洞在中俄民机起落架噪声特性及控制技术联合研究中的应用

以中国-俄罗斯民用飞机起落架噪声特性及控制技术联合研究中所使用的5.5 m×4 m声学风洞(FL-17风洞)为例,介绍了大型声学风洞在科研工作中的应用情况。首先介绍了FL-17风洞的研制历程与各项性能指标;然后基于中俄联合研究中的大尺度起落架气动噪声风洞试验,概述了起落架噪声相关领域的研究现状,以及利用FL-17风洞开展的起落架噪声机理与控制技术方面的研究内容与成果,如试验、数值模拟和噪声预测数据库,以及基于非常规截面方法和空气幕方法的起落架降噪技术等;最后,对于大型声学风洞的科研使用给出了一些经验和建议。

3m×2m结冰风洞试验技术研究进展

3 m×2 m结冰风洞于2013年建成,近年来该风洞的试验技术研究取得了一系列的进展。首先对风洞概况和相关试验技术进行了介绍,包括总体情况、性能指标、试验能力等,重点阐述了该结冰风洞已形成的云雾场参数校测、冰形特征捕获、热气防冰和电热除冰等试验技术。其次,对发动机、直升机结冰与防除冰、过冷大水滴和冰晶雨雾模拟等结冰风洞试验技术新的发展方向进行了分析和探讨,提出了发展思路。可为结冰风洞建设与试验技术的研究提供参考。

CARDC 2.4m引射式跨声速风洞设计与运行调试

中国空气动力研究与发展中心研制了可更换喷嘴的中压气体引射器 ,利用现有中压气源驱动 ,建成一座增压回流引射式跨声速风洞。试验段截面尺寸 2 .4m×2 .4m ,M =0 .3～ 1 .2。稳定段最高工作压力为 0 .45MPa ,最高模型试验雷诺数Rec=1 5× 1 0 6(M =0 .90 ,C =0 .2 4m) ,稳定吹风时间≥ 1 5s。风洞气动回路上分别配置有多喷管引射器、栅指扩散段、跨声速试验段驻室抽气系统及特殊的主排气系统等装置。采用智能自适应解耦控制技术 ,实现总压和M数独立、快速、精确地控制。该气动布局与部段配置及其功能设计 ,在国内跨声速风洞中均是首次采用。

厢式载货汽车模型风洞试验技术的研究

】风洞试验是进行汽车空气动力学研究的重要手段，介绍了试验数据系统，论述了用小型航空风洞进行厢式载货汽车模型试验时雷诺数、堵塞比、模拟地板等重要技术问题；

风工程学与大气边界层风洞

论述了大气边界层风洞在风工程学研究中所起的重要作用及西安建筑科技大学双实验段大气边界层风洞的设计及调试过程。

立式风洞设计关键技术探索与实验研究

试验段气流速度快速调节、试验段碟形流场分布、风洞振动与试验段气流脉动的抑制是立式风洞研制的关键技术。本文简介了对这些技术的探索与设计思路 ,并通过分析0 .33m立式风洞中进行的一系列性能研究试验结果 。

和田河流域绿洲荒漠过渡带土地荒漠化过程研究

和田河流域绿洲荒漠过渡带属于典型的生态脆弱带,风动力是该区土地荒漠化的主要动力因素,植被是该区土地荒漠化的重要决定因子。本文根据风洞试验的结果,探讨了和田河流域绿洲荒漠过渡带土地荒漠化的正过程。指出该区的土地荒漠化是在南疆气候变异以及人类活动等原因造成的干旱地区土地退化的大环境下发生的;同时,该地区的土地荒漠化又有特定的内涵:以天然绿洲的土地退化为本质;人类活动加速了这一过程。该区域土地荒漠化的发生和发展与其物理学驱动机制有着良好的对应关系。根据土地荒漠化发展的不同阶段,可以将其划分为荒漠河岸林衰退期、灌丛沙堆稳定发展期、灌丛沙堆活化-荒漠化发展期。

低速风洞测控系统的改进与提高

风洞是在按一定的要求设计的管道系统内,采用动力装置驱动可控制的气流,根据运动的相对性和相似性原理进行各种气动力实验的设备。为此,对JDDF1400低速风洞测控系统进行了综合介绍。研究改造后的JDDF1400风洞测控系统采用智能控制技术,提高了测控系统的精度。该测控系统主要由风速控制系统、姿态控制系统构成,软硬件功能齐全,便于操作。

利用M1.4喷管和开孔壁试验段实现低超声速流场实验研究

在FL-26y风洞中利用M1.4喷管和开孔壁试验段进行了实现低超声速流场的实验研究工作。通过实验研究验证了利用M1.4喷管在开孔壁试验段上建立起的低超声速流场的流场品质能够满足国军标合格指标的要求。实验还考察了不同稳定段总压、驻室抽气量等开车参数以及不同试验段扩开角、主流引射缝开度和开孔壁开孔率等洞体条件对流场的影响,为2.4m×2.4m跨声速风洞增设M1.4喷管,拓展该风洞试验马赫数的范围,使其具备M1.4的低超声速试验能力提供了技术支持,同时也为该风洞在下一阶段正式开展M1.4流场调试提供了可供参考的调试参数。

高速车辆气流噪声的试验研究

在分析了车辆气流噪声与表面脉动压力关系的基础上,在风洞中对车辆表面脉动压力的分布、频率特性及速度特性进行了试验研究。结果表明:由于气流在A立柱后产生分离并形成螺旋向上的纵向涡,使得在前侧窗附近的表面脉动压力明显地高于其他区域,成为主要的噪声源区之一;车辆表面脉动压力的能量与气流速度的4次方成正比;车辆表面脉动压力的幅值在低频率时较大,并随频率的增大而减小。比较了不同形状的A立柱对侧窗表面脉动压力的影响,对降低汽车气流噪声作了初步探讨,发现A立柱形状与脉动压力的特性关系不大,但对脉动压力的大小影响较大。

低温风洞应用与发展探讨

简要讨论了低温风洞提高雷诺数的原理。分析了应用低温风洞进行高雷诺数气动试验、飞行器热喷流模拟及高雷诺数／高格拉晓夫数／高温比对流换热模拟试验的原理和特点，从中可以看到应用低温风洞进行这类试验的突出优点及其对发展航空航天科学的重要意义。重点讨论中国发展低温风洞的可行途径，对低温风洞的一些特殊关键技术，如工作温度选择、制冷系统、绝热系统、风洞模型、试验参数测量等进行了详尽探讨。

国外低温内式应变天平技术研究进展

作为低温风洞测力试验的核心测试设备,低温天平受低温风洞气流温度低、温度变化大的影响,会产生零点温度漂移、灵敏度变化等一系列问题,对试验数据的精准度产生影响。因此,相较常温天平而言,低温天平的研制要求更多,难度也更大。在广泛调研国外低温天平研究进展与关键技术的基础上,系统介绍了低温天平的设计与优化、天平材料的选取及热处理、天平的加工与制造、天平应变片的匹配及粘贴、天平校准方法及校准设备等天平研制的多个关键环节,并对未来低温天平技术的发展进行了展望,为我国低温天平的研制及工程化应用提供参考。

风沙环境风洞研究进展综述

风沙物理学经过半个多世纪的发展,在许多领域取得突破性进展。风洞试验作为风沙物理学发展的技术支撑,在试验手段和内容上都有了长足的进步。文章对于国内外风洞研究给出全面、系统的总结,指出国内在风洞研究中创新之处,对未来的风洞研究的发展趋势作了展望和预测。

跨声速风洞专用开孔壁试验段实验研究

为满足型号试验需求,2.4 m×2.4 m跨声速风洞需在不改变现有洞体结构和安装条件下新研制一个截面尺寸为3 m×1.92 m(宽×高)的专用开孔壁试验段。为了降低技术风险和投资风险,以0.24 m×0.20 m跨声速风洞(2.4 m×2.4 m跨声速风洞的引导风洞)为实验平台,采用变截面气动设计方案新设计、加工了一个专用开孔壁试验段实验件,并开展了预先性实验研究工作。通过实验研究验证了专用开孔壁试验段气动设计方案可行,且试验段模型区内流场达到设计指标要求。实验还考察了壁板扩开角、主流引射缝开度、开孔率分布等参数对流场均匀性的影响,研究结果表明:在扩开角0.3°、引射缝开度12 mm、加速区采用递增方式开孔时,专用开孔壁试验段的流场能够满足马赫数均方根偏差σM≤0.01(0.4≤Ma<1.0)、σM≤0.02(1.0≤Ma≤1.2、1.4)设计指标要求,并且在Ma≤1.0时,σM达到了国军标合格指标要求。研究工作为2.4 m×2.4 m跨声速风洞专用开孔壁试验段设计提供了技术支持,也为该风洞下一阶段调试和流场校测提供了可供参考的调试参数。

CARDC旋转天平风洞试验系统

旋转天平风洞试验系统主要用于风洞中测定飞机模型在不同姿态角时绕风轴以不同旋转速率作等速旋转状态下的气动特性，为飞机尾旋特性的分析和预测提供必要的气动系数。本文简要介绍了中国空气动力研究与发展中心低速所的旋转天平风洞试验系统的总体方案、试验能力和性能。文中给出了校验模型试验的主要结果，对试验数据的精准度进行了简单的讨论。校验模型试验结果表明，本试验系统给出的旋转状态气动力系数的精准度达到了较高的水平，具备了应用于型号试验和有关气动力研究的基本条件。

均匀风场中高层建筑平均风力的阻塞效应

以联邦航空咨询委员会协调人会议(CAARC)高层建筑标准模型为例,在同济大学TJ-2建筑风洞中进行了矩形单体高层建筑的阻塞效应试验研究.对阻塞度为4.1%、6.1%、8.4%、10.1%的建筑刚性模型在均匀风场中进行了测压试验.主要研究了阻塞效应对模型平均风力特性的影响.研究结果表明:在均匀来流中,建筑各层的平均阻力系数随着阻塞度的增加而增大,但阻力系数沿高度的分布规律没有显著变化;顺风向平均基底弯矩系数随着阻塞度的增大显著增大.最后,基于试验结果提出了平均阻力系数和顺风向平均基底弯矩系数的阻塞效应修正公式.

“汽车空气动力学”课程教学方法新探索

针对"汽车空气动力学"课程教学存在"自顾自式、叙述式"的共性问题,对照工程教育认证及一流学科建设要求,提出以"学生为中心、产出为导向、持续改进"的教学思路、"教学与科研相互促进"的教学理念,探索将科研成果融入课程体系。以汽车风洞及其关键部件为例,通过制作并展示汽车风洞视频,图文并茂制作教学课件,带领学生实地参观风洞,鼓励学生学以致用等教学环节,实现学生的专业素质和创新思维的培养,获得很好的教学效果。

2.4m×2.4m引射式跨声速风洞

正在兴建的2.4m风洞是一座增压回流引射式跨声速风洞。试验段截面尺寸2.4m×2.4m，M＝0．5（0．3）～1．2，1．4（1．8），工作压力最高可达4．5×105Pa。风洞由多喷嘴中压气体引射器驱动。稳定段工作压力由位于风洞主排气系统中的四个主排气阀控制。气流M数分别由栅指或驻室抽气系统控制。精度可达△M=0.002。吹风耗气量仅为相同尺寸的下吹式风洞的1／4。该风洞是发展我国载人飞船、新型歼击机及大型运输机等航空航天飞行器必不可少的重要配套试验设备。本文对风洞总体性能及技术方案的构思和风洞设计特点等方面内容作概要论述。

一种摆动式六分力风洞天平的设计和试验研究

为探索摆动式风洞天平的测力精度和使用效果,以及采用支架结构的风洞天平的整体性能,本研究设计了一种摆动式六分力风洞天平,并对所设计的天平进行了试验;通过飞机模型试验以及Catia用Fluent计算流体计算的结果进行了对比分析和研究。研究结果表明:在正常量程范围内,本研究所设计的摆动式风洞天平的使用效果良好,整体性能稳定;研究结果可为小型飞行器风洞试验提供参考。