不同形状风帆的风洞试验

小型风洞实验报告模板1. 实验目的本实验旨在通过搭建小型风洞，模拟风场环境，以了解流体力学相关概念，并探究在风洞中空气流动特性的变化。

2. 实验原理利用风机产生气流，经过管道进入风洞，再通过风洞内的模型，观察和测量气流在模型前后的压力、速度等参数的变化，从而了解气流对物体的影响。

3. 实验装置和材料1. 小型风洞：风洞箱、风机、风洞管道、模型支架等。

2. 模型：可以选择不同几何形状的模型，如平板、球体等。

3. 测量仪器：差压传感器、风速计等。

4. 实验步骤4.1 搭建风洞1. 搭建风洞箱，确保密封性良好。

2. 将风机安装在风洞箱的一侧。

3. 连接风机与风洞箱之间的管道，确保气流能顺畅流动。

4.2 安装模型1. 根据实验需求选择合适的模型，并将其安装在风洞箱内的模型支架上。

2. 确保模型位置稳定，并与风洞箱内的气流方向对齐。

4.3 进行实验测量1. 在模型前后位置处，分别安装差压传感器和风速计。

2. 根据实验要求，记录模型前后气流的压力差和速度差等参数。

3. 可以使用数据采集系统，将实验数据进行记录和处理。

4.4 分析实验数据1. 根据实验所得数据，计算压差和速度差的平均值，并进行比较和分析。

2. 根据流体力学相关理论，理解实验结果所呈现的物理现象，如气流分离、阻力等。

5. 实验结果与讨论根据实验数据的分析，可以得出以下结论：1. 模型前后的压差随着模型的形状和尺寸的变化而变化，进一步验证了伯努利定律在风洞中的适用性。

2. 模型前后的速度差与模型的形状和尺寸密切相关，不同形状的模型会产生不同的气流效应。

3. 在实验中发现，当气流速度较大时，模型前后的压差和速度差明显增大。

本实验结果表明，小型风洞是一个有效的工具，可以用于研究和理解物体在气流中的行为。

通过改变模型的形状和尺寸，可以进一步探究气流对物体的影响，并为飞行器设计、建筑结构等领域提供参考依据。

6. 实验结论通过本次小型风洞实验，我们对气流的特性和模型的影响有了更深入的了解。

第1篇一、实验目的本次实验旨在研究某型号客机模型在风洞中的气动特性，包括升力、阻力、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩等。

通过实验数据，评估客机模型的空气动力学性能，为后续的飞机设计提供理论依据。

二、实验设备1. 风洞：T-128号风洞，具备0.96马赫的试验速度，雷诺数在3.5-5百万之间。

2. 客机模型：按照实际尺寸1:1比例制作，材料为轻质合金。

3. 测量系统：包括压力传感器、力矩传感器、角度传感器等。

4. 数据采集与处理系统：用于实时采集实验数据并进行处理。

三、实验方案1. 客机模型在风洞中固定，调整角度和姿态，使模型处于水平状态。

2. 通过调整风洞的风速，模拟不同飞行状态下的气流情况。

3. 在不同风速下，测量客机模型的升力、阻力、俯仰力矩、滚转力矩和偏航力矩等参数。

4. 利用液晶视频测量法，对机翼变形进行扰流显像研究。

四、实验结果与分析1. 升力与阻力实验结果表明，客机模型在0.96马赫的速度下，升力系数随攻角增大而增大，阻力系数随攻角增大而减小。

在攻角为15°时，升力系数达到最大值，阻力系数达到最小值。

这与理论分析相符。

2. 俯仰力矩实验结果表明，客机模型的俯仰力矩系数随攻角增大而增大。

在攻角为15°时，俯仰力矩系数达到最大值。

这与理论分析相符。

3. 滚转力矩实验结果表明，客机模型的滚转力矩系数随攻角增大而增大。

在攻角为15°时，滚转力矩系数达到最大值。

这与理论分析相符。

4. 偏航力矩实验结果表明，客机模型的偏航力矩系数随攻角增大而增大。

在攻角为15°时，偏航力矩系数达到最大值。

这与理论分析相符。

5. 机翼变形通过液晶视频测量法，对机翼变形进行扰流显像研究。

结果表明，在攻角为15°时，机翼变形较小，气动性能较好。

五、结论1. 客机模型在0.96马赫的速度下，具有良好的气动性能，升力系数、俯仰力矩系数、滚转力矩系数和偏航力矩系数均达到较优值。

哈尔滨空气动力研究所:中国航空工业空气动力研究院隶属于中国航空工业第一集团公司，于2000年7月由哈尔滨空气动力研究所（627所）和沈阳空气动力研究所（626所）合并组建，注册地为哈尔滨市，地址在原哈尔滨军事工程学院院内。

气动院现有职工713人，专业技术人员488人，其中，高级技术职务140人，中级技术职务204人，研究生38人，大学本科283人，享受国家政府特贴专家22人。

气动院是国家第一批授予流体力学硕士研究生招生培养权单位，2002年10月国家人事部和全国博士后管委会批准设立博士后科研工作站。

自改革开放以来，先后有118人次出国培训、技术合作和技术考察。

获得国家级科技奖17项，部级科技奖100项。

气动院拥有先进的科研设备，现有低速风洞两座，亚跨音速风洞三座。

经国防科工委批复，填补国内空白的低速增压风洞2002年开始建设。

气动院充分利用自己的技术实力，在非军品科研生产方面取得了长足发展。

以传感器技术、计算机应用和工业自动控制等为主，在油田、烟草、制药、制革、橡胶、铁路和煤炭等行业均取得较好经济效益和社会效益。

1. 风洞设备2.风洞试验技术3.气动力设计与理论研究风洞风洞（wind tunnel），是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用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。

简介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NF-3低速风洞翼型实验着重要作用，随着工业空气动力学的发展，在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的应用。

用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。

实验时，常将模型或实物固定在风洞内，使气体流过模型。

这种方法，流动条件容易控制，可重复地、经济地取得实验数据。

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。

风洞实验的知识为什么要做风洞实验？我们人类所赖以生存的贴近地球表面的大气层里，有许多与我们的生活密切相关值得研究的现象。

其中最为普遍的现象就是风对物体的作用力，以及物体运动时所受的力。

大风呼啸而过时，可以折树倒屋，掀翻航船，造成严重的灾难，而利用风能的风车又可以提水发电，为人类效力。

车船在空气中前进，会受到阻力，而飞机要靠在空气中前进速度引起的空气动力才能够在空中飞行。

物体表面与空气接触，会产生两种力：一种是垂直于表面的，一种是与表面相切的。

这些力的大小，在表面和周围情况不变的条件下，只与物体和空气的相对速度有关。

也就是说，同样的物体，物体以同一姿态均匀速度在空气中运动，和物体在同样姿态下，空气以相同的速度流过物体，所受的力是相同的。

物体表面所受的这些力的合力，组成合力和合力矩。

决定了物体在空气中的行为。

特别是当物体在风作用下所受的力，或者物体在空气中运动时所受的阻力和升力，这是人们十分关心的问题。

最早为了测量这些力，是在英国数学家和工程师若宾(Benjamin Robins,1707-1751)所设计的悬臂机的设备上进行的。

将要测量的物体固定在悬臂的末端，当悬臂以一定的速度旋转起来时，从所加的驱动力P就可以换算出物体所受的阻力。

这种悬臂机使用了很长的时期。

不过它有一个缺点，就是当悬臂旋转了一些时间之后，空气或水会随着悬臂一同旋转，这样会使实验的精度大受影响。

既然在空气中物体所受的力只和物体与空气的相对速度有关，于是就可以让空气运动而物体固定来测量物体所受的力。

这就是原始的风洞的想法。

最早的风洞是为了研究物体在空中飞行时所受的升力与阻力的需要来设计的，也就是为了早期设计飞机所需要来设计的。

风洞的历史第一个设计与建造实验风洞的是英国人温翰姆(Francis Herbert Wenham,1824-1880)，他是英国航空学会创始人之一。

他在1871年设计建造了一个风洞。

1884年另外一个英国人菲里普(Hiratio Phllips,1845-1912)又建造了一座改进的风洞。

不同造型船只的抗风力实验引言：航行中，船只所受到的风力是一项重要的考虑因素。

不同造型的船只在抗风力方面可能表现出明显的差异。

本文将探讨不同造型船只的抗风力实验，以揭示它们在面对风力时的表现差异。

一、实验目的本实验旨在研究不同造型船只在不同风力下的抗风性能，进一步了解船只设计对其抗风力的影响。

二、实验方法1. 选取不同造型的船只进行实验，包括潜水艇、帆船和货船。

2. 在实验室中建立风洞，模拟不同风力条件。

3. 将不同造型船只置于风洞中，记录其在不同风力下的受力情况。

三、实验结果与分析1. 潜水艇潜水艇是一种具有流线型造型的船只，其整体形状允许其在水下航行。

实验结果显示，潜水艇在风力较强时表现出较好的抗风性能。

这是因为其流线型造型减小了风的阻力，使其能够更好地抵抗风力。

2. 帆船帆船是一种依靠风力驱动的船只，其造型主要是为了最大化利用风力。

实验结果显示，帆船在风力较弱时表现出较好的抗风性能。

这是因为其大帆的设计使其能够更好地捕捉风力，从而推动船只前进。

3. 货船货船是一种用于运输货物的大型船只，其造型相对矮胖。

实验结果显示，货船在风力较强时表现出较好的抗风性能。

这是因为其低矮的造型减小了风的作用面积，从而减少了风力对船只的影响。

四、实验结论通过以上实验结果与分析，可以得出以下结论：1. 不同造型的船只在抗风力方面表现出明显差异。

2. 潜水艇的流线型造型使其能够更好地抵抗风力。

3. 帆船的大帆设计使其能够更好地利用风力推动船只前进。

4. 货船的低矮造型减小了风力对船只的影响。

五、实验意义与应用本实验的研究结果对船只设计与使用具有一定的指导意义。

在船只设计中，应根据实际用途和环境条件选择合适的造型，以提高其抗风力能力。

在船只使用中，船员应根据风力条件合理调整船只的航行方向和速度，以确保船只的安全航行。

六、进一步研究展望本实验只考虑了不同造型船只在静止风力下的抗风性能，未考虑其他因素如波浪等的影响。

进一步的研究可以将其他因素纳入考虑，以更全面地评估不同造型船只的抗风力能力。

一、前言由于上海海洋大学地处上海远郊南汇新城，日常风力高于上海市区，人们使用的普通雨伞承受这么强的风力寿命都比较短。

针对这一情况，学生提出设计抗风伞的想法，立即得到学校的支持。

但由于该创新项目的想法比较粗浅，雨伞的设计令学生无从着手，所以该项目停滞了。

指导教师了解情况后，首先帮学生们设计了风洞试验，通过此实验，对三种典型雨伞布料进行风阻系数的测试，得到适合于上海市等东南沿海风力较大城市适合于作抗风伞的布料；其次要求学生考虑应用软件模拟仿真分析雨伞骨架及设计，使得该项目得以延续进行。

在大学生创新实践中，指导教师帮助学生迈出第一步非常关键。

该风洞实验对于本科生切实可行，该种实验方法可以对各种布料进行风阻系数的测定，得到相关的实验数据，不但具有一定的实用意义，而且学生的创新能力得到了实实在在的提高。

二、风洞试验（一）试验设备及模型本试验在300mm×300mm的风洞中完成。

考虑到风洞的尺寸，选用三种布料分别缝制在圆锥体上。

三种布料分别是：EVA塑胶，原料为乙烯—醋酸乙烯共聚物，英文简称EVA（ethylene-vinyl acetate copoly-mer）；牛津布，英文名oxford，又叫牛津纺；碰击布，又叫高密度碰击布，采用锦纶（尼龙）与棉纱混纺或交织的一种织物。

圆锥体模型尺寸为底圆直径80mm，锥体母线长80mm。

（二）试验准备首先将缝制好的雨伞布料的圆锥体，见图1，安装放置在风洞中，位置见图2。

依据上海年平均风级为3~4级（3.4m/s~7.9m/s），见表1，而南汇新城的年平均风级比上海市区高出2~3个风级，所以应该是5~7级（8.0m/s~17.1m/s）左右。

根据该风洞的风速和通风机电源频率关系，在风大学生创新活动实践案例研究———抗风伞布料风阻系数风洞测试宋秋红，耿保华，兰雅梅，成诚，王萍，陈程（上海海洋大学工程学院，上海201306）摘要：大学生根据实际情况，提出抗风伞设计想法，指导教师设计了一个学生切实可行的风洞试验。

什么是风洞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。

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。

世界各发达国家对空气动力学的发展都给予了高度重视，不惜花费巨额资金建设空气动力试验设施并开展研究工作。

美国早在80年代中期出台的震撼全球的超级跨世纪工程——“星球大战”计划中，就曾把作为基础学科的空气动力学放在非常突出的重要位置上。

的确，如果不先在空气动力学上获得重大突破，这个将耗资1万亿美元的超级工程，很多关键技术将无法解决。

紧接着在1985年发表的“美国航空航天2000年”中，也把空气动力学列为需要解决的七个问题中的第一个。

而剩下的六个问题中还有四个与空气动力学有关。

这使美国花费巨额投资研制了每秒20亿次的超级计算机专门为空气动力学研究服务。

前苏联在“十月革命”胜利后的第二年，列宁就下令组建了国家空气动力研究机构——中央流体动力研究院，并任命“俄罗斯航空之父”茹可夫斯基担任院长，这一决策为前苏联成为世界上另一个航天大国奠定了坚实的基础。

二次大战之前，斯大林曾下令建造了世界上第一座可用于进行整架飞机试验的全尺寸风洞。

与美国相比，前苏联在空气动力学的整体水平上毫不逊色，甚至在许多方面都领先于美国，它在航空航天领域取得的一系列成就足以说明这一点。

英、法两国在二次大战前均为名列前茅的老牌航空先进国家，然而战后他们突然发现自己比美、苏等国落后了一截，于是两国重振旗鼓、奋起直追。

在战后第二年，法国政府便决定把因战争和被占领分散到全国各地的研究机构组织到一起，组建了国家空气动力研究机构，并在阿尔卑斯山腹地开始创建莫当试验中心，堪称世界一流的大功率空气动力试验风洞设备。