风洞试验技术介绍及应用

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1、风洞试验技术介绍及应用余世策建工学院实验中心2014.2一、风洞简介什么是风洞风洞是指一个按一定要求设计的、具有动力装置的、用于各种气动力试验的可控气流管道系统。风洞的分类1.按流动方式分：闭口回流式风洞和开口直流式风洞2.按风速大小分：低速风洞，高速风洞和高超声速风洞3.按风洞试验段的构造分：封闭式风洞和敞开式风洞4.按风洞的功能分：航空风洞，建筑风洞，环境风洞，汽车风洞1.洞体：动力段、扩散段、稳定段、收缩段、试验段、蜂窝器、阻尼网2.动力驱动系统：直流调速器/交流变速器控制电机驱动风扇3.测控系统：速压控制、α/β机构控制、移测架控

2、制、风压(速)测量系统等低速风洞的组成边界层风洞相对于航空风洞来说，用于土木工程结构的风洞一般都是风速较低的低速风洞，并且紊流度要求不高，用于土木工程结构的风洞一般拥有较长的试验段，以模拟大气边界层风场，因此，常被称为边界层风洞。国内近年兴建的边界层建筑风洞：湖南大学(2004),长安大学(2004),大连理工大学(2006),中国建科院(2007),西南交通大学(2007),哈尔滨工业大学(2008),石家庄铁道大学(2009)，浙江大学(2010)中国建科院直流式边界层风洞长安大学回流式边界层风洞ZD-1边界层风洞－简介风洞类型：闭口

3、回流风洞结构类型：立式混合结构风洞试验段类型：单试验段风洞风速类型：低速风洞建成时间：2010年10月ZD-1边界层风洞－照片ZD-1边界层风洞－技术参数与特色主要技术参数：风洞尺寸：试验段尺寸为4m(宽)×3m(高)×18m(长)试验段风速范围：3-55m/s，控制精度：优于1.0%试验段转盘：前转盘直径1.5m，后转盘直径2.5m主要特色：试验断面大、风速高、流场品质好；应用范围广:涵盖建筑、桥梁、交通、工业空气动力学、航空航天领域；配有全国领先的移测架，能实现风速实时移测。二、风洞测试技术风速测试技术风压测试技术风力测试技术风速测量

4、技术皮托静压管（Pitot-statictube）对于低速（即风速不超过0.3倍音速，约100m/s）、不可压缩的流动，沿某一流线作稳定流动的不可压缩无粘性气流应满足下述伯努力方程：常与微压计（补偿式、倾斜式）相连用来测定来流的平均风速皮托静压管原理图风速测量技术热线（膜）风速仪（hotwire/filmanemometer）原理：利用探头上的热线（膜）在气流流过时由于散热量增加而降温从而导致电阻变化的原理来测量风速。能测定高频动态风速，测量精度取决于标定热线用直径只有几微米的合金细丝制成，因非常脆而容易断裂，且价格昂贵风速测量技术Irw

5、in探头原理：它由一个带有较深静压孔的圆柱形基座和一根安装于静压孔中央的细长探头管组成。探头管外径一般在1mm左右，静压孔的直径略大于探头管。探头管应轴对称地安装在静压孔的中央，其高出基座顶面的高度由行人高度和模型试验的几何缩尺比确定。试验中，来流风速时程u(t)可以按照下式确定：u(t)=A+B×ΔP^0.5能测定任意方向来流风速，成本不高风压测量技术微压计补偿式微压计倾斜式微压计原理：以流体静压力基本方程为基础,根据液柱受压时液柱高度发生变化来度量空气压力的大小用途：主要用来测定静态风压和风速的监测风压测量技术微压差变送器微压差变送器

6、原理：将两个压力引入一张膜片（膜盒）的两边，由于两个压力差（差压）引起膜片产生位移或位移的趋势（力），然后将这种位移量或作用力，转化为电量或其它标准信号输出。用途：主要用来风速闭环控制以及测定高频风压风压测量技术电子压力扫描阀原理：利用多通道的传感器（ZOC）进行多点压力的测量和数据采集，并利用数模转换系统（DSM或DSA模块）和微处理器对数据进行处理。工作方式：多通道模块高速扫描，模块间相同通道同步采集。工作原理图主机模块用途：主要用于同步测定多点高频动态风压。风力测试技术天平测力天平是直接测量作用在结构物模型上静风荷载（空气动力）的一

7、种测量装置，简称天平。天平可以将作用在模型上的静风荷载按天平的直角坐标系分解成三个互相垂直的力分量和绕三个坐标轴的力矩分量，并分别测量。天平分类按测力原理分：机械天平、应变天平、压电天平和磁悬浮天平按所测分量分：单分量天平、三分量天平、五分量天平和六分量天平按安装型式分：外式天平、内式天平按频率响应分：静力天平、高频天平天平测力技术ZD-1风洞精密仪器介绍热线风速仪品牌：DANTEC出产地：丹麦量程：0.5～60m/s精度：±1.5%或±0.02m/s采样频率：10kHz通道数：4通道购置时间：2010.9ZD-1风洞精密仪器介绍电子压力

8、扫描阀品牌：SCANIVALVE出产地：美国量程：±2500Pa精度：±0.15％F.S.采样频率：625Hz模块数：8同步测压数：512通道购置时间：2010.9三、边界层风洞在风工程研究中