风洞试验条件

隧道灯具风洞测试标准一、风速测量准确性风速测量准确性是评估风洞性能的重要指标。

在隧道灯具的风洞测试中，要求风速测量误差在±2%以内，以确保测试结果的可靠性。

测试时应采用高精度的风速计，并定期进行校准，以保证测量准确性。

二、风速稳定性风速稳定性是指在风洞内保持恒定风速的能力。

在隧道灯具的风洞测试中，要求风速波动范围在±0.2m/s以内，以保证测试结果的准确性。

为提高风速稳定性，应定期检查和维护风洞设备，确保其正常运行。

三、风洞气流均匀性风洞气流均匀性对于隧道灯具的风洞测试至关重要，它影响着测试结果的准确性和可重复性。

要求在测试区域内，风速梯度小于±1%，以保证模型测试结果的可靠性。

为提高气流均匀性，应定期清洁和维护风洞，并采取有效的气流控制措施。

四、模型定位精度模型定位精度是影响隧道灯具风洞测试结果准确性的关键因素之一。

要求模型定位精度在±0.5mm以内，以确保测试数据的准确性。

为提高定位精度，应采用高精度的定位系统和测量工具，并定期进行校准和维护。

五、风洞噪声水平风洞噪声水平对隧道灯具的风洞测试结果有一定影响。

要求风洞内的噪声水平低于65dB，以减小噪声对测试结果的干扰。

为降低噪声水平，应采取有效的隔音和降噪措施，并对风洞设备进行定期维护和保养。

六、风洞尺寸适应性风洞尺寸适应性是指风洞对不同大小和形状的隧道灯具模型的适应性。

要求风洞能够适应不同尺寸和形状的模型，以满足不同的测试需求。

为提高尺寸适应性，应采用可调节的测试装置和支撑系统，并确保测试区域足够大，以适应不同尺寸的模型。

七、风洞环境控制稳定性风洞环境控制稳定性是指在恒定的环境条件下进行隧道灯具的风洞测试。

要求温度波动范围在±2℃，湿度波动范围在±5%RH，以保证测试结果的准确性。

为提高环境控制稳定性，应采用高精度的环境控制系统，并定期进行校准和维护。

八、设备运行可靠性设备运行可靠性是指隧道灯具风洞设备在长时间运行过程中保持稳定性的能力。

风洞试验方案一、引言风洞试验是航空航天、汽车工程、建筑等领域中必不可少的研究手段之一。

通过在风洞中对模型进行气动力测试，可以获取与实际情况相似的数据，从而评估设计方案的可行性和优化设计。

本文将介绍一种风洞试验方案，以期为相关研究提供参考。

二、目标本次风洞试验的主要目标是研究某型飞机机翼在不同飞行速度和攻角下的气动力性能。

通过测量机翼的升力、阻力、升力系数和阻力系数等参数，评估机翼的气动性能，并为后续的飞行器设计提供参考数据。

三、试验设备1. 风洞：采用水平流向风洞，具备可调节风速和风向的功能，以满足不同试验要求。

2. 模型：选择适用于飞机机翼的缩比模型，考虑到兼容性和可重复性，模型尺寸与实际情况保持一定比例。

模型制作材料要求具备良好的刚度和表面光滑度，以保证试验数据的准确性。

3. 数据采集系统：采用高精度的传感器和数据采集设备，能够实时记录模型在不同试验条件下的气动力数据。

同时，确保数据采集系统的准确性和稳定性，以避免数据误差对试验结果的影响。

四、试验步骤1. 模型准备：在试验开始前，对模型进行必要的准备工作，包括清洁模型表面、确认模型的尺寸和重量等，以确保试验的可靠性和重复性。

2. 试验条件设定：根据试验目标，设定不同的飞行速度和攻角组合。

在设定试验条件时，需要考虑模型受风洞流场影响的因素，如风洞尺寸、风洞流场均匀性等。

3. 实施试验：将模型放置在风洞中心位置，根据设定的试验条件进行试验。

在每组试验中，要确保模型的姿态稳定和位置准确，以保证试验数据的准确性。

4. 数据采集：在试验过程中，通过数据采集系统实时记录模型的气动力参数。

同时，应确保数据采集设备的稳定性和准确性，以保证试验数据的可靠性。

5. 数据分析：对采集到的试验数据进行处理和分析，计算升力系数、阻力系数等气动力参数，并绘制相关曲线和图表。

通过对数据的分析，评估模型在不同试验条件下的气动性能。

六、试验安全与注意事项1. 设备安全：确保风洞设备的稳定运行，避免发生故障或安全事故。

“桥梁节段模型风洞试验”简介一概述桥梁结构一般为柔长结构，在一个方向上有较大的尺度，而在其他两个方向则相对尺度较小。

风对桥梁结构的作用近似得满足片条理论，可通过节段模型试验来研究桥梁结构的风致振动响应。

通过桥梁节段模型试验，可以测得桥梁断面的三分力系数、气动导数，为桥梁结构的抗风分析提供参数；同时通过节段模型试验对桥梁结构进行二自由度的颤振临界风速试验实测和涡激振动响应。

在大跨度桥梁结构初步设计阶段一般都要通过节段模型试验来进行气动选型；对于一般大跨度桥梁结构也要通过节段模型试验来检验其气动性能，因此桥梁结构节段模型试验是十分重要的桥梁结构模型试验，也是应用最为广泛的风洞试验。

节段模型试验根据其测试响应的不同可以分为测力试验和测振试验；根据节段模型试验悬挂方式的不同可以分为刚性悬挂节段模型试验、强迫振动试验和弹性悬挂节段模型试验。

测定桥梁结构的非定常气动力特性（气动导数、气动导纳）以及在非定常气动力作用下的稳定性和振动响应（颤振和涡激共振）。

测定桥梁结构主梁断面在非定常气动力作用下的表面压力分布状态，分析不同时刻的主梁断面压力分布变化情况。

通过弹簧和支承装置将主梁刚体模型悬挂在风洞内，并使其能产生竖向平动及绕节段模型截面重心转动的二自由度运动。

支承装置应具有改变模型攻角和约束任一自由度的机构，并可根据需要设置附加阻尼装置用于改变弹性悬挂系统的阻尼。

弹性悬挂节段模型支承方式见图1-1。

图1-1 弹性悬挂节段模型支承弹簧悬挂二元刚体节段模型风洞试验除了要求模型与实桥之间满足几何外形相似外，原则上还应满足以下三组无量纲参数的一致性条件：z弹性参数：b U B ω，t UB ω或t bωω(频率比) z惯性参数：2m b ρ，4m J b ρ或r b(惯性半径比) z阻尼参数：b ζ,t ζ(阻尼比)其中：U 为平均风速，b ω、t ω分别为弯曲和扭转振动固有圆频率，B 为桥宽，b 为半桥宽，m 、m J 为单位桥长的质量和质量惯性矩，ρ为空气密度，r 为惯性半径，b ζ，t ζ分别为竖向弯曲、扭转振动的阻尼比。

风洞管道
用于产生和控制气流，通常由坚固、轻质且 耐腐蚀的材料制成。
风扇和压缩机
模型台
用于放置和固定试验模型，具备高精度和高 稳定性。
提供风洞所需的气流，具有大推力和高效率 的特点。
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控制系统
调节气流参数，如速度、方向等，保证试验 的准确性和可重复性。
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03
风洞设备的性能参数
最大气流速度
决定了风洞能模拟的最 高风速，是衡量风洞性 能的重要指标。
环境监测与评估
通过风洞试验技术监测环境质量，评估环境对人类和 生态的影响。
建筑领域应用
建筑风工程
通过风洞试验技术模拟建筑在风力作用下的动态响应和稳定性， 优化建筑设计。
建筑环境模拟
模拟建筑内部的环境条件，评估建筑环境的舒适度和能效。
古建筑保护
通过风洞试验技术评估古建筑在风力作用下的安全性，为古建筑 的保护提供依据。
评估汽车的空气动力学性能、行驶稳定性等参数， 提高汽车的安全性和舒适性。
汽车研发与改进
通过风洞试验技术对汽车进行性能测试和优化， 加速新车型的研发和改进。
环境模拟领域应用
气候模拟
模拟气候变化对环境的影响，研究气候变化的规律和 趋势。
自然灾害模拟
模拟自然灾害如风、雨、雪等对环境的影响，研究灾 害的预防和应对措施。
风洞工作原理
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02
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风洞结构
风洞由收缩段、实验段、 风扇和控制系统等组成， 能够产生稳定的气流供试 验使用。
气流控制
通过调节风扇转速和控制 系统，实现对气流速度、 方向和压力等参数的控制。
模型安装与测量
试验模型安装在风洞实验 段，通过测量仪器测量气 流对模型的作用力、压力 和温度等参数。

《桥梁风工程》之——风洞试验技术主要内容简介第一章风洞试验的理论基础——相似性（概述、相似性基本要求、无量纲参数的来源、基本缩尺考虑）1.1 概述理论流体力学——物理实验——数值模拟（风工程研究的“三大手段”）；桥梁、建筑结构在结构设计方面，只要求结构在风荷载作用下具有足够的强度、刚度和稳定性即可，即确保桥梁结构、建筑结构的安全性、舒适性和耐久性即可；（这区别于航空器的设计——力求其周围运动空气对其的阻力最小），主要关注绕尖角的流动和分离流动，因此，称为“钝体空气动力学”。

个别建筑、桥梁已开展了实际结构的实测。

Fig.1 Research methods of Wind Engineering of Bluff Body1932年，Flachsbart O.“建筑物气动特性的模拟应当在具有与自然风相似的风洞气流中进行”。

几何缩尺——经济性和方便性由于缩尺几何引出了物理相似的一系列问题，相似性准则是风洞试验的理论基础。

应该说明的是，由于模型的几何缩尺，导致部分物理现象不能准确反映，如雷诺数效应。

因此，在实际设计模型试验时，需要进行一系列权衡，确保主要问题能模拟即可。

（科学与艺术结合！）1.2 模型相似性在分析一切物理问题，特别是需要通过实验进行研究的问题时，通常需要确定一组无量纲的控制参数。

该组无量纲参数通常是根据描述所研究物理系统的偏微分方程得到的，用一个具有对应量纲的参考值遍除所有关键变量，使之无量纲化，于是得到大量的无量纲组合参数，它们就是控制系统的物理特性的因子。

如果这些控制参数组从一种情况（原型物）到另一种情况（模型）保持不变，则自然保证了相似性。

具体风洞试验相似性无量纲参数推导见下。

假设一个物体浸在流动的流体中，在物体上某处形成的作用力F 只是下列六个参数的函数：即密度ρ、流速V 、某个特征尺寸D 、某个频率n 、流体粘性系数μ和重力加速度g 。

即ξεδγβαμρg n D V F d= (1)式中：ξεδγβα,,,,,为待定指数。

风洞实验报告引言：风洞实验作为现代科技研究的重要手段之一，广泛应用于航空航天、汽车工程、建筑结构等领域。

本报告将围绕风洞实验的原理、应用以及相关技术展开探讨，旨在加深对风洞实验的理解和应用。

一、风洞实验的原理风洞实验是通过利用风洞设备产生流速、温度和压力等环境条件，对模型进行真实环境仿真试验的一种方法。

其基本原理是利用气体流动力学的规律，使得实验模型暴露在所需风速的气流中，从而通过测量模型上的各种力和参数来分析其气动性能。

二、风洞实验的应用领域1.航空航天领域风洞实验在航空航天领域有着广泛的应用。

通过风洞实验，可以模拟不同飞行状态下的风载荷，评估飞机、火箭等载体的稳定性和安全性，在设计和改进新型飞行器时提供可靠的数据支撑。

2.汽车工程领域风洞实验在汽车工程领域同样具有重要意义。

通过对汽车模型在高速风场中的测试，可以优化车身外形设计，降低气动阻力，提高燃油效率。

此外，风洞实验还可用于汽车内部气流研究，如车内空调流场、风挡玻璃除雾等。

3.建筑工程领域在建筑工程领域，风洞实验可以帮助研究风荷载对建筑物结构产生的影响，以提高建筑物的抗风性能。

通过模拟真实的气流环境，可以评估建筑物在不同风速下的应力、应变分布情况，为工程设计和结构优化提供依据。

三、风洞实验技术1.气流控制技术气流控制技术是风洞实验中必备的关键技术之一。

通过对风洞内流场进行合理设计和调整，可以实现不同速度、湍流强度和均匀度的气流条件，以保证实验的准确性和可重复性。

2.试验模型制作技术试验模型制作技术对于风洞实验的结果具有重要影响。

模型的准确度和还原程度直接关系到实验数据的可靠性。

现如今，各类先进材料和加工技术的应用，使得模型制作更加精准和高效。

3.数据采集和分析技术风洞实验所得数据的采集和分析是判断实验成果的关键环节。

当前，数字化技术的快速发展为数据采集和分析提供了强有力的支持。

传感器、图像处理等先进技术的应用，使得实验数据获取更为精确和全面。

汽车整车空气动力学风洞试验气动力风洞试验方法第一章试验介绍1.1 试验背景汽车的设计与制造是一个复杂的过程，为了确保汽车在高速行驶时能够稳定、安全地行驶，必须对汽车的空气动力学性能进行全面的评估和测试。

其中，空气动力学风洞试验是一种常用的测试手段，通过模拟车辆在真实行驶环境中的空气流动情况，来评估汽车的空气动力学性能。

1.2 试验目的汽车整车空气动力学风洞试验的主要目的是通过对汽车在风洞中的空气动力学性能进行测试和分析，为汽车的设计和改进提供重要的参考依据。

具体包括评估汽车的气动阻力、升力、侧向力等参数，以及研究汽车在不同速度和风向下的空气动力学特性，为汽车的设计优化提供数据支持。

1.3 试验对象本次试验的对象为某汽车制造公司新研发的一款中型轿车，车型为XX型号。

该车型在设计阶段已经进行了初步的空气动力学仿真分析，但为了进一步验证仿真结果的准确性，并对车辆的空气动力学性能进行更加全面深入的评估，需要进行空气动力学风洞试验。

第二章试验方法2.1 试验设备本次试验将使用某汽车制造公司配备的先进空气动力学风洞，风洞设备包括风道、风扇、测量传感器等。

风道采用封闭式结构，能够模拟多种不同的速度和风向条件，满足不同车速和风向下的算测需求。

风扇能够产生高速气流，测量传感器用于对车辆在风洞内的空气动力学参数进行实时监测和记录。

2.2 试验方案需要确定试验的速度范围和风向条件。

一般来说，汽车在行驶过程中会受到不同速度和不同角度的气流影响，因此需要在风洞中模拟不同的速度和风向条件，以获得全面准确的空气动力学性能数据。

确定试验参数和测量点。

根据汽车的设计特点和试验的目的，确定需要测量的空气动力学参数，如阻力、升力、侧向力等，并确定在车身表面的哪些位置设置测量点，以获取相应的测量数据。

进行试验数据的采集和分析。

在风洞试验进行过程中，需要通过测量传感器对车辆在风洞内的空气动力学参数进行实时监测和记录，然后对采集到的数据进行分析和评估，得出对汽车空气动力学性能的客观准确的评估结果。

七、试验结果评价
1.模型在试验过程中的受力、温度、压力等参数应符合设计要求。
2.试验结果应满足相关技术标准及工程设计要求。
3.对试验结果进行分析，提出优化建议。
八、试验周期
根据试验项目及试验设备性能，预计试验周期为一个月。
九、试验费用
根据试验项目、设备使用、人力资源等综合因素，预计试验费用为人民币XX万元。
风洞试验方案
第1篇
风洞试验方案
一、方案背景
风洞试验是研究流体力学、空气动力学等领域的重要手段，通过对模型在模拟气流环境下的受力、温度、压力等参数的测试，为工程设计、科学研究提供基础数据。本方案旨在制定一套合法合规的风洞试验方案，确保试验过程安全、可靠、高效。
二、试验目的
1.分析模型在特定风速、风向条件下的气动特性。
二、试验目的
1.评估模型在不同风速和风向条件下的气动特性。
2.分析模型结构的稳定性，以及气流对其影响。
3.提供工程设计所需的基础数据和理论依据。
三、试验依据
1.法律法规：依据《中华人民共和国安全生产法》、《中华人民共和国产品质量法》等相关法律法规。
2.技术标准：参照GB/T 1236-2017《风洞试验方法》、ISO 5130:2017《风洞试验基准》等标准。
5.数据处理与分析：对采集到的数据进行处理和分析，得出试验结果。
6.试验报告：撰写试验报告，包括试验过程、数据、结果等。
六、试验安全保障
1.风洞设备操作人员应具备相关资质，严格遵守操作规程。
2.试验现场应设立安全警示标志，确保试验过程中人员安全。
3.定期对风洞设备进行检查、维护，确保设备安全运行。
4.建立试验应急预案，提高应对突发事故的能力。
五、试验步骤

高层建筑的风洞试验与风力设计近年来，城市化进程加快，高层建筑越来越普遍，而在高耸入云的建筑中，风力设计显得尤为重要。

高层建筑所面临的风压和风荷载问题不容忽视，因此进行风洞试验成为了建筑设计中的重要环节。

本文将探讨高层建筑的风洞试验和风力设计的相关内容。

一、风洞试验的基本原理风洞试验是通过缩小试验对象的比例，模拟真实环境中的风场，对建筑结构在风荷载作用下的响应进行实验研究的方法。

其基本原理是利用气流产生相对于建筑物运动的模拟风场，通过监测建筑物的响应，得到不同风速、风向下的风荷载数据，从而进行风力设计。

二、风洞试验的意义1. 增强结构的安全性：风洞试验能够模拟不同的风速和风向条件，通过监测建筑结构在不同条件下的响应，可以为设计师提供准确的风荷载数据，确保结构的安全性。

2. 优化设计方案：通过风洞试验，可以在建筑结构设计初期发现问题，及时进行调整，优化结构方案，提高抗风能力和减小风载影响。

3. 减少建筑成本：通过风洞试验得到准确的风荷载数据，可以避免结构过度设计，减少不必要的浪费，降低建筑成本。

三、风洞试验的过程1. 模型制备：根据实际建筑物的比例，制作实验模型。

模型制作过程要保证模型的准确性和可靠性，以便能准确模拟实际情况。

2. 场地准备：选择风洞试验场地，确保试验过程中没有干扰和风洞效应。

3. 实验操作：在风洞中放置实验模型，通过激励系统产生风，同时记录模型的响应数据，如位移、应变等。

4. 数据处理：对实验数据进行处理和分析，得到建筑结构在不同风速、风向下的响应结果。

5. 结果评估：根据实验结果评估建筑结构的风荷载承受能力，为风力设计提供依据。

四、风力设计的要点1. 风荷载计算：根据风洞试验结果和相关规范，计算出建筑物在设计风速下的风荷载。

2. 结构设计：根据风荷载计算结果进行结构设计，确定合理的结构截面尺寸和钢筋配筋等。

3. 风振问题：对于高层建筑来说，颤振是一个重要的问题。

设计师需要通过风洞试验确定建筑物的抗颤振措施，如添加阻尼器、加固结构等。

建筑物抗风设计规范要求与风洞模拟试验随着城市化进程的加速和建筑活动的频繁进行，建筑物的抗风设计成为保障人员生命安全和财产安全的重要环节。

在建筑物设计过程中，根据地理环境和气象条件的不同，需要遵循相应的抗风设计规范要求，并进行风洞模拟试验，以确保建筑物能够在强风环境下安全可靠地运行。

一、抗风设计规范要求1.了解地理环境和气象条件在建筑物抗风设计之前，需要仔细了解建筑物所处的地理环境和气象条件。

这包括地形、地貌、海拔高度、植被覆盖等因素，以及当地的最大风速、风向、风频等气象数据。

通过调查研究，可以确定建筑物需要承受的最大风荷载。

2.选择适当的设计规范不同的地理环境和气象条件下，适用的抗风设计规范也各不相同。

目前，国际上常用的抗风设计规范有美国的ASCE 7风荷载规范、欧洲的EN 1991-1-4设计规范、中国的《建筑抗风设计规范》等。

根据实际情况选择适当的设计规范进行设计，保证建筑物能够在极端风环境下正常运行。

3.考虑建筑物的形状和结构建筑物的形状和结构对其抗风性能有着重要的影响。

通常情况下，建筑物应尽量采用低矮块状或流线型的形状，以减小风的阻力。

建筑物的结构设计应合理，采用适当的抗风设计措施，如增加抗风构件、加强连接节点等，提高建筑物的整体稳定性。

4.考虑人员疏散和安全设施在抗风设计中，还需要考虑人员疏散和安全设施的布置。

建筑物应设置合适的出口和疏散通道，保证在紧急情况下人员能够快速撤离。

此外，还需要在建筑物中设置防风玻璃、避雷装置等安全设施，提高建筑物的整体安全性。

二、风洞模拟试验1.风洞的建立和测试设备进行风洞模拟试验需要建立一个符合建筑物尺度比例的风洞模型，并装备相应的测试设备。

模型的建立需要精确还原建筑物的形状和结构，同时考虑其他要素如周围环境等。

测试设备包括气压传感器、风速计等，用于测量风洞内的风场参数。

2.试验的设计和进行在风洞模拟试验中，需要根据建筑物设计要求和实际情况，设计相应的试验方案。

大气物理学中的风洞实验随着科技的发展，航空、汽车、建筑等领域对空气动力学的研究越来越深入，风洞实验就成为了大气物理学中重要的研究手段之一。

一、风洞实验的基本原理风洞实验是通过模拟不同风速、气象条件下的空气流动，研究物体在空气中的运动学、动力学和热学特性。

其基本原理是利用风洞的空气流动模拟大气层中的空气流动，再通过传感器、计量系统对不同参数进行测量，以获取空气流动的物理特性。

不同种类、不同尺寸甚至不同用途的物体都需要进行风洞实验。

风洞的设计与制造需要考虑到流体力学、机械工程学、电子技术等众多学科的知识。

不同种类、尺寸、形状的试验模型在风洞内的气动特性影响甚大，因此，选择合适的试验模型并且对模型进行精确的测试和分析才能有效地得到数据。

二、不同种类的风洞按照不同的气流传输模式及工作特性不同，可将风洞分为不同的类型。

常见的风洞一般可分为按照气流传输模式来划分的自由式风洞和闭式风洞。

1. 自由式风洞自由式风洞通过产生流速在试验房间内任意方向的气流，达到模拟在自然大气中的流动的目的。

它适合于研究横截面较大的流体力学问题。

根据气流产生方式，自由式风洞可以分为伺服式风洞和振动板式风洞两种。

伺服式风洞主要是通过一个由风扇和压力系统控制的龙门架的运动，来调整风口所受到的气流流量、压力和方向，实现气流方向、绕风和攻角的调整。

振动板式风洞则是利用声振技术，模拟流体运动的变化，使试验模型能够接受各种复杂的流动条件下的作用。

2. 闭式风洞闭式风洞是一种在旋转的容器中产生气流，通过局部进气孔产生的压力差，推动气流进入马上运动的容器中，再沿着容器的弯曲的流道，最终流回局部进气孔的装置。

按照载气种类不同，闭式风洞还可以分为空气闭式风洞和气体密闭风洞。

前者主要关注气体流动，如空气、氮气等，后者则通常用于模拟在真空环境下的气体流动。

由于闭式风洞可以产生更高的速度，因此它的应用范围更加广泛，可以用于航空、航天和汽车等领域。

三、风洞实验的应用风洞实验以其加工简单、成本较低、准确度高等特点，已经成为了研究空气动力学的广泛应用。

气动声学风洞试验标准
气动声学风洞试验标准包括以下方面：
1. 风洞试验的背景噪声应低于60dA（在喷流速度为140km/h时）。

2. 低频颤振均方根压力脉动系数应低于3%。

3. 流场的堵塞比应小于10%。

4. 总压均匀性应满足其标准偏差小于%。

5. 动压和静压均匀性均应满足其标准偏差小于%。

6. 气流平均俯仰角和平均横摆角应小于°。

7. 在进行气动声学试验时，被测对象由于来流的影响，会在多个区域产生不同频率和强度的气动噪声。

传统的测量方法利用单个传声器收集整个声场内的声压信号，通过计算得出单个传声器的频谱和声压级。

但这种方法无法获得整个声场的声源分布情况，因此需要发展特殊的测量装置和处理技术对气动噪声源进行识别与定位。

上述信息仅供参考，如果还有疑问建议查询相关网站。

确定模型对气流的相对运动和模型上的气动力随时间变化的实验，包括颤振实验、抖振实验、动稳定性实验、 操纵面嗡鸣实验、非定常压力测量等。
颤振实验颤振是飞行器在气动力、结构弹性力和惯性力相互作用下从气流中吸取能量而引起的自激振动。它 一旦发生，就很可能造成结构的破坏。进行风洞颤振试验，旨在选择对防颤振有利的结构方案（见颤振试验）。
在气流和模型作相对高速运动的条件下，测定气流沿模型绕流所引起的对模型表面气动加热的一种实验。当 飞行器飞行马赫数大于3时，必须考虑气动加热对飞行器外形、表面粗糙度和结构的影响。风洞传热实验的目的是 为飞行器防热设计提供可靠的热环境数据，实验项目包括：光滑和粗糙表面的热流实验，边界层过渡、质量注入 对热流影响的实验，台阶、缝隙、激波和边界层等分离流热流实验等。在风洞传热实验中一般略去热辐射，只考 虑对流加热，要模拟的是马赫数、雷诺数、壁温比、相对粗糙度（粗糙度与边界层位移厚度之比）、质量注入率、 自由湍流度等参数。在一般高超声速风洞、脉冲风洞、激波风洞、电弧加热器、低密度风洞和弹道靶中都能进行 传热实验，但都不能全面模拟上述参数。因此，必须对不同设备的实验数据进行综合分析。风洞传热实验的方法 有两类：一类是确定热流密度分布的热测绘技术，如在模型表面涂以相变材，通过记录等温线随时间的扩展过 程进行热测绘；又如在模型表面涂以漆和粉末磷光材料的混合物，通过记录磷光体的亮度分布转求热流密度分布 （后一方法响应快，灵敏度高）。热测绘技术可以提供丰富的气动加热资料，但精度较低。另一类是热测量技术， 利用量热计进行分散点的热测量，一般是在一维热传导的假定下通过测量温度随时间的变化率测量热流密度。在 一般高超声速风洞中常用的量热计有两种：①薄壁量热计，使用它时要求模型的壁做得很薄，以使模型在受热时， 内外表面的温度接近相等，在内表面安装温差电偶，用以测量温度随时间的变化来推算热流密度。②加登计，是R. 加登在1953年提出的，它是基于受热元件的中心和边缘之间的温度梯度和热流密度有一定的关系进行测量的。薄 壁量热计和加登计由于达到温度平衡需要较长的时间，不能用于脉冲风洞。在脉冲风洞中，可采用塞形量热计和 薄膜电阻温度计进行测量。塞形量热计是利用量热元件吸收传入其中的热量，然后测量元件的平均温度变化率再 计算表面热流密度。

马赫数：M V
低速风洞中主要满足Re数相等。 超音速风洞中主要满足马赫数相等。 亚音速或跨音速风洞中很难兼顾，达不到所需Re 数。
5
a
风洞壁的干扰（边界干扰），模型支架的干扰，实 验段气流特性和实际流场的差异等 实验数据需要进行修正。
6
实验模型的安装支架
7
5. 风洞的分类 （1）按风洞实验段中气流速度V的大小来分 低速风洞：气流速度V<100m/s，马赫数M<0.3，分为回 流式和直流式，不考虑压缩性的影响，最常见的风洞。 高亚音速风洞： 马赫数0.3<M<0.8，外形与低速风动相 似，风扇驱动功率较大，一般为两级以上的轴流式风 扇，回流管道中需装冷却器或换气系统。 跨音速风洞：马赫数0.8<M<1.5，工作段双层结构，内 外层间称为驻室（压力可调）。内层壁面开有孔或槽， 消除模型激波反射现象和低超音速时的模型壅塞。
收缩段、实验段和扩散段
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动力段：通过调节风扇的转速来调节实验段内的气流 速度，可用可控硅整流器提供直流电，直流电动机带动 风扇，实现无级调速，转速稳定。也可用变频器调速。
风扇
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坐标架：风洞的配套设备，固定模型、测量探头 和模型支架等，采用高精度步进电机驱动，二维或 三维移动。 测量设备 测力：气动力天平，测量模型上所承受的力和力 矩。测力实验得到的是流场的综合结果，不能分析 产生气动力的原因。 测压：模型表面的压力分布。 测速：二维或三维速度分布，流场结构。
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天津大学流体力学实验室低速回流式风洞（建成于1964年） 速度1-40米/秒，来流背景湍流度0.2%，试验段0.6*0.8*1.5
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§2.3 烟风洞

风洞试验《桥梁风⼯程》之——风洞试验技术主要内容简介第⼀章风洞试验的理论基础——相似性（概述、相似性基本要求、⽆量纲参数的来源、基本缩尺考虑）1.1 概述理论流体⼒学——物理实验——数值模拟（风⼯程研究的“三⼤⼿段”）；桥梁、建筑结构在结构设计⽅⾯，只要求结构在风荷载作⽤下具有⾜够的强度、刚度和稳定性即可，即确保桥梁结构、建筑结构的安全性、舒适性和耐久性即可；（这区别于航空器的设计——⼒求其周围运动空⽓对其的阻⼒最⼩），主要关注绕尖⾓的流动和分离流动，因此，称为“钝体空⽓动⼒学”。

个别建筑、桥梁已开展了实际结构的实测。

Fig.1 Research methods of Wind Engineering of Bluff Body1932年，Flachsbart O.“建筑物⽓动特性的模拟应当在具有与⾃然风相似的风洞⽓流中进⾏”。

⼏何缩尺——经济性和⽅便性由于缩尺⼏何引出了物理相似的⼀系列问题，相似性准则是风洞试验的理论基础。

应该说明的是，由于模型的⼏何缩尺，导致部分物理现象不能准确反映，如雷诺数效应。

因此，在实际设计模型试验时，需要进⾏⼀系列权衡，确保主要问题能模拟即可。

（科学与艺术结合！）1.2 模型相似性在分析⼀切物理问题，特别是需要通过实验进⾏研究的问题时，通常需要确定⼀组⽆量纲的控制参数。

该组⽆量纲参数通常是根据描述所研究物理系统的偏微分⽅程得到的，⽤⼀个具有对应量纲的参考值遍除所有关键变量，使之⽆量纲化，于是得到⼤量的⽆量纲组合参数，它们就是控制系统的物理特性的因⼦。

如果这些控制参数组从⼀种情况（原型物）到另⼀种情况（模型）保持不变，则⾃然保证了相似性。

具体风洞试验相似性⽆量纲参数推导见下。

假设⼀个物体浸在流动的流体中，在物体上某处形成的作⽤⼒F 只是下列六个参数的函数：即密度ρ、流速V 、某个特征尺⼨D 、某个频率n 、流体粘性系数µ和重⼒加速度g 。

即ξεδγβαµρg n D V F d= (1)式中：ξεδγβα,,,,,为待定指数。

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在风洞中，可以模拟各种风速、 风向、湍流度等自然风条件，以 评估高层建筑在各种风环境下的 性能表现。
风洞试验的原理
风洞试验基于流体动力学原理，通过 人工产生和控制气流来模拟实际风环 境。
在风洞中，高层建筑模型可以放置在 测试段，接受气流的作用力，并测量 相关参数如压力、力矩等。
风洞试验的重要性
风洞试验的成果主要包括数据记录和可视化 图像。通过分析试验数据，可以得出高层建 筑在不同风环境下的性能表现。
可视化图像可以直观地展示高层建筑表面的 压力分布、涡旋脱落等现象，有助于理解建 筑的空气动力学特性。
评估风洞试验的成果是高层建筑设计的关键 环节。根据试验结果，可以对高层建筑的设 计方案进行评估和优化，确保建筑的稳定性 和安全性。
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风洞试验在高层建筑结构优化中的作用
风洞试验在高层建筑结构优化中发挥着重要作用。通过模拟 不同风速、风向对建筑结构的影响，可以发现潜在的结构问 题，评估结构的稳定性和安全性。
基于风洞试验结果，可以对高层建筑的结构设计进行优化， 改进结构布局、加强关键部位，提高结构的抗风能力和整体 稳定性。
风洞试验的成果展示与评估
结构复杂
高层建筑的结构设计通常较为复杂，以满足 强度、刚度和稳定性等要求。
功能多样
高层建筑通常集办公、居住、商业等功能于 一体，对内部环境和设备要求较高。
高层建筑风洞试验的挑战
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模型比例
由于高层建筑的高度较大 ，风洞试验时需要制作较 大比例的模型，对试验设 备和条件要求较高。
模拟精度
高层建筑受到的风力影响 较为复杂，需要高精度的 模拟手段来确保试验结果 的准确性。
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第1篇一、实验背景随着我国经济的快速发展，高层建筑、桥梁等大型结构物越来越多地出现在城市中。

这些结构物的设计、建造和使用过程中，风荷载的作用不容忽视。

为了更好地理解和预测风荷载对结构的影响，本研究开展了中风洞实验，旨在研究风场对高层建筑结构的影响，为结构设计提供理论依据。

二、实验目的1. 研究风场对高层建筑结构的影响，包括风荷载大小、方向、频率等。

2. 分析不同风向、不同高度、不同体型结构的风荷载特性。

3. 评估现有风荷载计算方法的适用性，提出改进建议。

三、实验方法1. 实验模型：采用1:200比例的模型，模拟实际高层建筑结构。

2. 风洞实验：在实验室风洞中进行，模拟不同风向、不同风速条件下的风荷载。

3. 测试仪器：采用压力传感器、风速仪、风向仪等设备，测量风荷载、风速、风向等参数。

四、实验过程1. 模型准备：将模型放置在风洞实验台上，确保模型稳定。

2. 风场模拟：设置不同风向、不同风速条件，模拟实际风场。

3. 数据采集：启动测试仪器，记录风荷载、风速、风向等参数。

4. 数据分析：对采集到的数据进行处理、分析，得出结论。

五、实验结果与分析1. 风荷载特性：实验结果表明，风荷载大小与风速、风向、建筑体型等因素有关。

在顺风向，风荷载较大；在横风向，风荷载较小。

建筑体型对风荷载影响较大，高宽比、长宽比等参数对风荷载有显著影响。

2. 风荷载计算方法：通过对比实验结果与现有风荷载计算方法，发现现有方法在部分情况下存在误差。

针对不同建筑体型，提出改进建议，以提高计算精度。

3. 风洞实验优点：风洞实验能较好地模拟实际风场，为结构设计提供可靠依据。

实验过程中，可以精确控制实验条件，提高实验结果的准确性。

六、结论与建议1. 风荷载对高层建筑结构有显著影响，设计中应充分考虑风荷载的作用。

2. 针对不同建筑体型，采用合适的计算方法，以提高风荷载计算精度。

3. 风洞实验是研究风荷载的有效手段，建议在结构设计中广泛应用。