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风洞是什么意思(风洞)

风洞是什么?

风洞即风洞实验室,是以人工的方式产生并且控制气流,用来模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,并可量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。

风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域更是不可或缺的。这种实验方法,流动条件容易控制。实验时,常将模型或实物固定在风洞中进行反复吹风,通过测控仪器和设备取得实验数据。

为使实验结果准确,实验时的流动必须与实际流动状态相似,即必须满足相似律的要求。但由于风洞尺寸和动力的限制,在一个风洞中同时模拟所有的相似参数是很困难的,通常是按所要研究的课题,选择一些影响最大的相似参数进行模拟。

此外,风洞实验段的流场品质,如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准,并定期进行检查测定。

世界上公认的第一个风洞是英国人韦纳姆(E.Mariotte)于1869~1871年建成,并测量了物体与空气相对运动时受到的阻力。它是一个两端开口的木箱,截面45.7厘米×45.7厘米,长3.05米。美国的O.莱特和W.莱特兄弟在他们成功地进行世界上第一次动力飞行之前,于1900年建造了一个风洞,截面40.6厘米×40.6厘米,长1.8米,气流速度40~56.3千米/小时。1901年莱特兄弟又建造了风速12米/秒的风洞,为他们的飞机进行有关的实验测试。

风洞的大量出现是在20世纪中叶。到目前为止,中国已经拥有低速、高速、超高速以及激波、电弧等风洞。

风洞是空气动力学研究和试验中最广泛使用的工具。它的产生和发展是同航空航天科学的发展紧密相关的。风洞广泛用于研究空气动力学的基本规律,以验证和发展有关理论,并直接为各种飞行器的研制服务,通过风洞实验来确定飞行器的气动布局和评估其气动性能。

设计新的飞行器必须经过风洞实验。风洞中的气流需要有不同的流速和不同的密度,甚至不同的温度,才能模拟各种飞行器的真实飞行状态。风洞中的气流速度一般用实验气流的马赫数(M数)来衡量。风洞一般根据流速的范围分类:M<0.3的风洞称为低速风洞,这时气流中的空气密度几乎无变化;在 0.3<M<0.8 范围内的风洞称为亚音速风洞,这时气流的密度在流动中已有所变化; 0.8<M<1.2 范围内的风洞称为跨音速风洞;1.2<M<5范围内的风洞称为超音速风洞;M≥5的风洞称为高超音速风洞。风洞也可按用途、结构型式、实验时间等分类。

因为风洞的控制性佳,可重复性高,现今风洞广泛用于汽车空气动力学和风工程的测试,譬如结构物的风力荷载和振动、建筑物通风、空气污染、风力发电、环境风场、复杂地形中的流况、防风设施的功效等。这些问题皆可以利用几何相似的原理,将地形、地物以缩尺模型放置于风洞中,再以仪器量测模型所受之风力或风速。一些研究也指出风洞实验之结果与现地风场的观测的结果相近,故风洞实验是研究许多风工程问题最常用的方法。风洞实验数据亦可用来验证数值模型的有效性,找到较佳的模式参数。

风洞主要由洞体、驱动系统和测量控制系统组成,各部分的形式因风洞类型而不同。

乌龙山风洞是怎么形成的?

在湘西的乌龙山大峡谷有一个非常神秘的洞穴,在炎炎的夏日里,它能喷出强劲的冷风,并且最大的风力可以达到9级,非常的神奇,因此大家叫它风洞,风洞也成了乌龙山大峡谷有名的景点,游客们纷至沓来体验风洞的风力。

湖南省湘西龙山县乌龙山大峡谷风洞的原理是地位环境导致的,地处风口所以非常凉爽。

人造风洞每秒多少米?

每秒10公里。

中国打造了一款JF22超高速风洞,这是目前国际上最为先进的一款风洞。这款风洞能够模拟在40到100公里的高空中,以每秒10公里的高速飞行,这相当于大约30倍音速的飞行条件。它将在2022年建成完毕。它的研制也将大大提高中国飞行器的研制成功率。

风洞为什么耗电大?

风洞试验本身的成本非常巨大。首先是风洞的建设成本,一个完整的风洞试验体系的建设成本肯定是以百亿美元为单位的,而且周期都是以几十年计。

其次是风洞的运行成本,大型风洞运行起来就是耗电大户,有些风洞甚至要专门配备发电站和水库供水,烧钱的玩意,一般人根本就玩不起。

大山里面的风洞是怎么形成的?

大山里的自然风洞是风蚀形成,岩壁长期经受大风的侵蚀。

风洞一般称之为风洞试验。简单地讲,就是依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。

风洞为什么不能被计算机模拟替代?

首先建风洞是为了做实验,实验相对于计算数值模拟的优点就是,数据是真实的,排出测量误差以后是绝对正确的,不存在数值误差,也不受各种算法的影响。

用数值模拟风洞实验也是计算,并不存在实验相对于计算的优势,这一点就不能代替风洞。

最后,计算一般都是需要和实验数据对比验证的。没有实验就无法验证。

天然风洞原理?

原理:

是使用动力装置在一个专门设计的管道内驱动一股可控气流,使其流过安置在实验段的静止模型,模拟实物在静止空气中的运动。测量作用在模型上的空气动力,观测模型表面及周围的流动现象。

风洞是根据运动的相对性科学原理。飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态,获取试验数据。这是现代飞机、导弹、火箭等研制定型和生产的绿色通道。简单的说,风洞就是在地面上人为地创造一个天空。

至于我们国家的风洞为什么会选择建在大山深处,那是历史原因造成的。发达国家如何发展空气动力学空气动力学是目前世界科学领域里最为活跃、最具有发展潜力的学科之一。

世界五大风洞群?

1、世界第一的风洞是美国的LEN-X,它是目前唯一能满足30马赫状态测试的风洞。其次是俄罗斯的AT-303,它能实现8至20马赫飞行速度的测试。

2、JF-22超高速风洞,是中国正在攻关的超高速风洞,是研制新一代飞行器的摇篮,2022年建成。它可以复现40到100公里高空、时速最高达10公里/秒,相当于约30倍声速的飞行条件。

3、印度海德拉巴高超音速风洞是一个压力真空驱动的封闭自由射流设备,能模拟5至12马赫的气流。

世界风洞排名?

第一名西南交通大学XNJD-3风洞

2008年建成,是目前世界最大的边界层风洞,试验段尺寸为宽22.5米、高4.5米、长36米,断面尺寸位居世界diyi,风速范围为1-16.5米/秒,主要技术指标达到世界先进水平。

第二名湖南大学风洞实验室

拥有国内先进的大型边界层风洞实验室,风洞试验室占地2000m2,建筑面积3200 m2。该风洞气动轮廓全长53m、宽18 m,为低速、单回流、并列双试验段的中型边界层风洞,其试验速度相对较高的试验段(高速试验段)长17 m,模型试验区横截面宽3 m、高2.5 m,试验段风速0~60 m /s连续可调。

第三名美国宇航局研究中心

风洞被称为国家全尺寸空气动力学复合体(nfac),它位于美国宇航局研究中心。正是因为它的超强风洞,美国不断生产世界上最强的飞机。

第四名力学所

JF-12复现风洞,它能够实现1.5-3km/s的飞行,飞行高度在25-50km的范围。


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