風洞的結構，風洞的工作原理

詩題：風洞王朝： Ming全文：

懸崖千玉玲瓏，塵土收斂，笑容冷。

解決洩密的辦法參考了俞迪澤的歌聲，對邊境的控制久久要記住偉大的王雄。

一層層的陽光屏風一層可見，隱隱約約有一條通往天堂之門的道路。

荀生命的本源漸漸是海玉，落日草在秋天。

風洞（風洞）是一種以人工方式產生和控制氣流的管狀實驗裝置，用於模擬飛機或實體周圍的氣體流動，並能測量氣流對實體的影響和觀察物理現象，是空氣動力學實驗中最常用、最有效的工具之一。

風洞實驗是飛機開發中不可或缺的一部分。 它不僅在航空航天工程和開挖工藝的研發中發揮著重要作用，而且隨著工業空氣動力學的發展，在交通運輸、房屋建設、風能利用等領域也是不可或缺的。 在這種實驗方法中，流動條件易於控制。

在實驗過程中，模型或物體往往固定在風洞中反覆吹氣，通過測控儀器裝置獲得實驗資料。

為了使實驗結果準確，實驗過程中的流動必須與實際流動狀態相似，即必須滿足相似律的要求。 然而，由於風洞的大小和動力學，很難同時模擬風洞中所有相似的引數。

此外，風洞實驗段的流場質量，如氣流速度分布的均勻性、平均氣流方向與風洞軸線的偏差、沿風洞軸線的壓力梯度、截面溫度分布的均勻性、氣流的湍流和雜訊水平等， 等，必須符合一定標準，並定期檢查和測量。

風洞是用於產生人工氣流（人工風）的管道。 在這種型別的風道中，氣流均勻流動的區域，並在該風洞中進行汽車風洞試驗。 例如，梅赫西迪-賓士的汽車風洞有乙個風扇直徑，風扇的電功率高達4000kW，風洞中用於實際車輛測試段的氣流速度高達270km h。

這種規模的汽車風洞的建設往往要花費數億美元，甚至超過10億，而且每次汽車風洞測試的成本也相當大。 在低速風洞中，能量比ER通常用於衡量風洞執行的經濟性。 其中 V0 和 A0 分別是實驗截面的氣流速度和橫截面積。 空氣密度; n分別是驅動系統的效率和電機的輸入功率。

對於封閉試驗段，風洞 ER 為 3 6。 雷諾數re是低速風洞實驗的主要模擬引數，但由於實驗物件和專案不同，有時需要模擬其他引數，在一些重力起作用的場合（如尾旋、發射和動力學模型實驗等），還需要模擬弗勞德數fr， 在第乙個實驗中，仍然需要模擬飛行馬赫數和旋翼翼尖馬赫數。低速風洞的種類很多，除了一般的風洞外，還有專門研究飛機防冰除冰的冰風洞，研究飛機螺旋形成和改裝方法的垂直風洞，研究接近飛行條件的真實飛機空氣動力學效能的全尺寸風洞，研究垂直短距起降飛機（V STOL）和***空氣動力學特性的V STOL風洞， 以及高雷諾數的加壓風洞。

為了研究發動機的外部雜訊，進行動力學模型實驗，對一些風洞進行了改造，以滿足聲學實驗和動力學實驗的要求。 為了開展工業氣動學研究，各國除了對航空風洞進行改造和增加輔助裝置外，還建造了一批專用風洞，如模擬大氣流的速度剖面、湍流結構和溫度分層的長實驗段、最小風速約為公尺秒的大氣邊界層風洞等， 研究全尺寸汽車效能並模擬氣候條件的汽車風洞，以及研究沙粒運動影響的沙風洞。

一種用於驅動管道中速度可控氣流以對模型進行空氣動力學實驗的裝置。

在開發汽車時，世界領先的汽車公司首先製作1：2或1：1的汽車粘土模型，然後在風洞中進行實驗，以測試汽車模型在移動空氣中的效能，然後不斷修改和改進。

汽車風洞是用於研究汽車空氣動力學的大型實驗設施，是用於產生人工氣流（人工風）的管道。 寶馬新的空氣動力學測試中心有兩個風洞：乙個叫做aerolab的風洞，可以測試1：2的汽車粘土模型; 另乙個稱為“主風洞”，可以測試1：

1 個模型的汽車粘土。 根據實驗情況，對車身各部位的細節進行修改，使風阻係數符合設計要求，然後利用三維坐標測量儀測量車身形狀，繪製車身圖紙，進行車身重壓模具的設計製作。 其實風洞不是洞，而是大隧道或管道，更符合他的英文名wind tuennl的原意，不知道是誰翻譯過來的就是風洞。

內部有乙個巨大的風扇葉片，可產生強大的氣流。 氣流在進入實驗室之前通過某些樣式的格柵，以減少渦流的產生。 風洞最大的功能是測量汽車的風阻，風阻的大小用風阻係數CD表示，風阻係數越小，受空氣阻力的影響越小。

當然，除了測量風阻外，風洞還可以用來研究身體周圍氣流的影響，如公升力、下壓力，以及模擬不同的氣候條件，如冷熱、雨雪等。 這樣，工程師就可以知道汽車在不同環境下是如何工作的，特別是冷卻水箱的散熱、制動散熱等問題。 在新車的造型設計階段，必須將汽車製作成風洞試驗模型進行風洞試驗，這樣才能改善汽車的造型，提高空氣動力學效能。

根據尺寸的大小，風洞可分為用於縮小比例模型試驗的風洞和用於車輛測試的大型風洞，根據氣流的形式，風洞可分為直流型和回流型兩種。 有了路試的方法，不可能同時測量空軍的六個組成部分，所以風洞試驗成為研究汽車氣動效能最有效的手段，風洞是飛機製造業的首要應用。 有模型風洞、真車風洞和氣候風洞。

目前，世界上真正的汽車風洞並不多，主要集中在日本、美國、德國、法國、義大利等大型汽車企業。 目前，中國最大的風洞是中國航空動力研究院的風洞實驗室。 主要負責中國航天、航空機械的風洞實驗，也可作為汽車、建築、運動器材的風洞實驗。

風洞是用於研究空氣動力學的大型測試設施。 風洞不是乙個洞，而是乙個大隧道或管道，有乙個巨大的風扇葉片，可以產生強大的氣流。 氣流在進入實驗室之前通過多個格柵，以減少渦流的產生。

風洞主要用於測量汽車的風阻，風阻的大小用風阻係數CD或CW表示，風阻係數越小，受空氣阻力的影響越小。 各類汽車的風阻係數如第34頁的圖所示。 風洞不僅用於測量風阻，還用於研究氣流繞過人體時的影響，例如公升力和下壓力，以及模擬不同的氣候條件，例如熱、冷、雨或雪。

這樣，工程師就可以知道汽車在不同環境下將如何工作，特別是冷卻水箱的散熱、制動系統的散熱等。 風洞最早被飛機工業使用。 自上世紀60年代以來，世界各大汽車公司和相關機構開始建立自己的風洞實驗室。

中國還有乙個風洞——中國航空動力研究院的風洞實驗室。 主要負責我國航天、航天機械的風洞實驗任務，也可作為汽車、建築、運動器材的風洞實驗，最大風速為每秒100公尺。 大眾汽車的多功能風洞實驗室是乙個模擬各種環境條件的風洞，空氣溫度可調-30至+45，濕度可調至5至95，最大風速為180公里/小時。

風洞是一種管狀實驗裝置，可以人工產生和控制氣流，模擬飛機或物體周圍的氣體流動，並能測量氣流對物體的影響和觀察物理現象，是氣動實驗中最常用、最有效的工具。

風洞實驗的理論基礎是運動相對論原理和流動相似性原理。 根據相對論原理，在靜止空氣中飛行的飛機的空氣動力與靜止的飛機的空氣動力相同，空氣以相同的速度向相反方向吹。 但是，飛機的迎風面積比較大，比如幾公尺，翼展小的十多公尺，還有大量的幾十公尺（波音747為60公尺），這樣在迎風區這麼大的氣流，以相當於飛行的速度吹來，其耗電量將是驚人的。

根據相似性原理，可以將飛行器製作成幾何相似的小比例模型，只要保持一些相似的引數，試驗的空速就可以在一定範圍內低於飛行速度，並根據試驗結果推導出實際飛行過程中作用在飛機上的空氣動力。

中國空氣動力發展研究中心位於川西山區，擁有亞洲最大的風洞群，已完成風洞試驗50多萬次，獲得各級科技進步成果獎1403項。

該中心已建成低速風洞52個，亞、跨、超超音速、高超音速風洞52個，擁有“世界一流”風洞裝置8個; 構建峰值計算速度為每秒10萬億次運算的計算機系統; 風洞試驗、數值計算和模型飛行試驗配備三大手段，可進行從低速到24倍音速，從水下、地面到94公里高度的氣動試驗，涵蓋氣動、氣熱、氣生理、氣動光學等領域。

中國空氣動力發展研究中心為我國一流裝備的發展和國民經濟的建設做出了重大貢獻。 從“殲-10”、“歹龍”戰鬥機和“神舟”系列飛船，到磁懸浮和“和諧”高速列車; 從300多公尺高的東方明珠塔，到橫跨30多公里海域的杭州灣跨海大橋，都在這裡進行了風洞試驗。 截至目前，該基地共獲得國家科技成果獎44項。

北京交通大學風洞實驗室為雙試段回流閉口風洞，擁有先進的電子壓力測量系統、控制系統和結構振動測量系統，屬於國家“985工程”優勢學科創新平台。 它可用於建築物和橋梁的壓力測量和風環境測試，以及其他工業空氣動力學測試。 風洞的平面大小是2010年底正式投入使用的。

高速測試段的尺寸為：，低速測試段的尺寸為。 高速試驗段最大試驗風速為40m s。

有許多用於不同目的的風洞實驗室。 同濟大學汽車風洞多，中南大學高鐵風洞多，西北工業大學、南航等航天相關風洞多，揚州大學風電風洞多。也就是說，主要的科研目的不同，規模也不同。

石家莊鐵道大學設有風洞實驗室。