风洞试验与数值模拟

建筑结构的风洞试验与数值模拟研究建筑结构的安全性一直是建筑师们关注的焦点之一。

在设计出一个安全耐用的建筑结构之前，一定要进行充分的试验和测试。

在建筑物设计中，风荷载是一个非常重要的指标。

因此，建筑师们需要进行风洞试验和数值模拟来研究建筑结构的受风性能。

一、风洞试验风洞试验是建筑设计中最常用的试验方法之一。

风洞试验可以通过缩小建筑模型，模拟真实的风场环境，对建筑物的受风性能进行测试。

风洞试验可以研究建筑物的风压分布、风阻力系数、风振响应等。

在风洞试验中，建筑模型通常是由透明材料制成的，例如有机玻璃。

在试验中，科学家会在风洞的一端设置一个风源，另一端放置建筑模型。

通过控制风源的强度和方向，来模拟不同的风压和风速。

试验者会用高速摄像机记录下建筑结构在不同风压下的形变和振动响应。

通过分析试验数据，科学家们可以得到建筑结构的受风情况，从而优化设计方案。

风洞试验是建筑结构设计中必不可少的一步。

虽然风洞试验的成本较高，但是它可以提供非常详实的数据供设计师参考，确保设计的可靠性和安全性。

二、数值模拟数值模拟是利用计算机对建筑结构的受风性能进行模拟分析。

数值模拟可以对建筑物进行全尺寸模拟，更加精确地研究建筑物在不同气候条件下受风性能。

在数值模拟中，建筑模型通常是以三维建模软件建立的。

模型可以包括建筑物的任何细节和复杂形状。

科学家们可以通过数值模拟计算建筑物在不同风荷载下的变形和压力分布。

通过这些数据，设计师可以优化建筑结构，增加抗风能力和稳定性。

数值模拟的准确度取决于计算模型的准确度和建筑物的真实风荷载数据。

因此，在进行数值模拟之前，需要收集大量的实际测量数据，包括气象数据、风洞试验数据等。

数值模拟较便宜、操作简便、数据处理方便，是风洞试验的补充。

虽然数值模拟比风洞试验自由程度高，但是受模型限制，其范围领域是小的，需要设计师更加精细的处理模型。

在实际工程中，风洞试验和数值模拟通常是相辅相成的。

总结在建筑结构设计中，风洞试验和数值模拟都是非常重要的步骤。

基于风洞实验和数值模拟的风力发电机组叶片设计与性能优化风力发电作为可再生能源的重要组成部分之一，在可持续发展的背景下，具有巨大的发展潜力。

风力发电机组的叶片设计和性能优化是提高风力发电机组发电效率和可靠性的关键。

一、风洞实验在风力发电机组叶片设计中的应用风洞实验是一种模拟大气中的风场环境，通过对风力发电机组叶片进行试验，获取流场信息及叶片受力情况，为叶片设计与性能优化提供实验数据。

风洞实验可以定量地测量风力对叶片的作用力和研究叶片的振动特性，进一步完善叶片结构和形状。

1. 流场分析：风洞实验可以通过测量风场的速度分布、风向角等参数，揭示叶片在实际工作状态下的流动特性。

通过风洞实验，可以绘制出叶片表面的压力分布等流场参数，为叶片优化设计提供依据。

2. 受力分析：风洞实验能够准确测量风力对叶片的作用力，包括风速、风向对叶片的压力及力矩的作用。

通过风洞实验获取受力数据，可以优化叶片材料和结构，提高叶片的刚度和抗风能力。

3. 振动分析：风洞实验可以模拟真实的风速和风向，对叶片进行振动测试。

通过测量叶片的振幅、频率等参数，可以评估叶片在不同工况下的振动性能，进而优化叶片结构，提高叶片的稳定性和寿命。

二、数值模拟在风力发电机组叶片设计中的应用数值模拟是一种通过计算机模拟叶片在风场中的流动情况，获取叶片流场分布和受力情况的方法。

数值模拟方法可以对叶片的设计方案进行评估和优化，辅助风力发电机组叶片设计工作。

1. 流场分析：数值模拟可以通过计算流体力学方法，对风力发电机组叶片在风场中的流动进行模拟和分析。

通过分析流场参数，如速度分布、压力分布等，可以准确预测叶片的性能，并且可以快速评估不同叶片设计的效果。

2. 受力分析：数值模拟可以计算叶片在风力作用下的应力分布和载荷情况。

通过模拟叶片受力情况，可以评估叶片的刚度和抗风能力，并优化材料和结构设计。

3. 噪音分析：数值模拟可以模拟叶片在运行过程中产生的噪音。

通过分析噪音源的位置和特性，可以优化叶片设计，减少风力发电机组产生的噪音，提高风力发电机组的环境适应性。

低层四坡屋面房屋风荷载的风洞试验与数值模拟基金项目：国家自然科学基金项目( 50578013)；陕西省自然科学基础研究计划项目(2012JQ7014);西安市建设科技项目( SJW201201)0 引言四坡屋面房屋是民用建筑中广泛采用的房屋形式。

部分低层房屋，如目前开发应用的冷弯薄壁型钢结构房屋及其屋面材料向着轻质高强的方向发展，且房屋的体型及屋面形式复杂多变，其风荷载特性研究是建筑物抗风设计的重要方面。

历次的台风灾害调查表明，屋面破坏是低层四坡屋面房屋的主要破坏形式之一［1］。

Endo等［2］对TTU标准低层建筑模型进行了风洞试验研究。

文献［3］〜［7］中的相关研究表明：屋面的局部峰值风压一般出现在迎风屋檐或屋脊附近，其峰值大小与屋面坡度有直接关系; 在相应风向角下，屋脊处的峰值吸力随着屋面坡度的增加而增大; 而迎风屋檐处的峰值吸力则随着屋面坡度的增加而减小。

Meacham［8］通过试验对比分析了双坡屋面和四坡屋面的风压分布情况，得出在屋面坡度为18.4°的情况下，四坡屋面房屋的抗风性能要优越于双坡屋面房屋。

Xu等［9］对四坡屋面低层房屋模型进行了风洞试验，并将试验结果与文献［7］中的双坡屋面试验结果进行对比分析。

中国学者大多采用数值方法对低层房屋的风荷载特性进行研究，相关风洞试验开展的相对较少。

顾明等[1012] 对低层双坡房屋模型进行了风洞试验研究和数值模拟，研究了各影响因素对屋面平均风压的影响。

陈水福等[1315] 采用数值方法对低层双坡屋面和四坡屋面的风荷载进行了数值分析。

周绪红等[16] 采用数值方法较系统地研究了不同影响因素对双坡屋面房屋风压系数及体型系数的影响。

中国现行的《建筑结构荷载规范》（GB50009—2012）[17] （以下简称荷载规范）中仅给出了考虑屋面坡度的双坡屋面体型系数，对于四坡屋面的体型系数及其他影响因素均未提及。

本文中笔者首先对低层四坡屋面房屋进行风洞试验，进而采用FLUENT软件平台，选用基于Reyn olds时均的RNGk£湍流模型对其进行数值分析（k为湍动能，e为湍流耗散率），较系统地研究来流风向角、屋面坡度、挑檐长度、檐口高度和房屋长宽比对屋面风压系数以及建筑物各面体型系数的影响，进而提出房屋体型系数的建议取值。

风洞试验与数值模拟相结合的气动设计方法研究引言气动设计是现代航空航天领域中至关重要的一环。

为了确保飞行器的稳定性、安全性和性能，工程师们需要进行精确而全面的气动设计。

其中，风洞试验和数值模拟是两种常见的设计方法。

本文将探讨风洞试验与数值模拟相结合的气动设计方法，并研究如何充分发挥二者的优势，以提高气动设计的准确性和效率。

1. 风洞试验的作用风洞试验是一种通过模拟气流场来评估飞行器气动性能的方法。

它可以提供真实的飞行环境，使工程师们能够直接观察和测量飞行器在不同风速和姿态下的气动特性。

风洞试验的优势在于实验数据的准确性和可靠性，以及对流动现象的直观理解。

然而，传统的风洞试验也存在一些局限性。

首先，风洞试验的成本较高，需要耗费大量的时间和资源。

其次，由于风洞试验的实验环境受到限制，无法全面地模拟真实飞行条件。

因此，风洞试验往往需要结合其他方法来进行综合分析。

2. 数值模拟的优势数值模拟是一种基于计算流体力学原理的气动设计方法。

通过建立飞行器的数值模型和边界条件，使用数值方法求解流动方程，可以得到飞行器在不同气动条件下的流场分布和力学特性。

数值模拟的优势在于成本较低、效率较高，能够模拟复杂的气动现象和多重边界条件。

与风洞试验相比，数值模拟能够提供更详细的数据和更全面的流场信息。

工程师们可以通过数值模拟对不同设计方案进行比较和评估，优化飞行器的气动性能。

然而，数值模拟也存在一些不确定性，并且需要验证和修正实验数据以提高模拟的精确性。

3. 风洞试验与数值模拟的结合为了充分利用风洞试验与数值模拟的优势，工程师们逐渐发展出一种相结合的气动设计方法。

首先，他们可以利用数值模拟来预先评估飞行器在风洞试验中的气动性能。

通过对不同设计参数进行数值模拟，可以筛选出最有潜力的设计方案，减少风洞试验的时间和成本。

其次，工程师们可以利用风洞试验数据对数值模拟进行验证和修正。

通过将风洞试验数据与数值模拟结果进行比较，可以确定数值模型中的误差和不确定性，并改进模拟的精确性。

低层房屋屋面平均风压的风洞试验和数值模拟顾明;赵雅丽;黄强;黄鹏;全涌;谢壮宁【摘要】对我国沿海地区常见低层双坡房屋模型进行风洞试验,获得屋面平均风压分布;同时对相同形状的实际建筑采用数值模拟方法计算了屋面的风压分布.结果表明数值模拟和风洞试验结果在整体趋势上吻合较好.这表明数值模拟方法可以和风洞试验相结合,为低层房屋的抗风设计提供参考依据.结果还表明,该类房屋的屋檐、屋脊和山墙顶边等房屋外表面拐角区域有高负压、高负压梯度出现,特别是迎风向挑檐部分的上下表面的净风压会较大,因此会对挑檐产生较大的升力,这在沿海多台风地区的低层房屋设计时应特别注意.【期刊名称】《空气动力学学报》【年(卷),期】2010(028)001【总页数】6页(P82-87)【关键词】低层房屋;平均风压;风洞试验;数值模拟【作者】顾明;赵雅丽;黄强;黄鹏;全涌;谢壮宁【作者单位】同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;同济大学土木工程防灾国家重点实验室,上海,200092;汕头大学土木学院,广东,515063【正文语种】中文【中图分类】V211.7;V211.30 引言我国东南沿海地区台风活动频繁,台风经常造成大量建筑物,尤其是量大面广的低层民房的损坏甚至倒塌,其损失占了风灾损失中相当大的比重。

虽然有关低层房屋风荷载特性的研究国外已经开展了较长的时间,且其中有不少研究成果已被有关国家的风荷载设计标准所采用。

但在国内,关于低层房屋抗风问题的研究仍未成为结构风工程研究领域的一个重要课题,相关方面的投入和学术关注均很低[1]。

目前对低层房屋的风荷载研究主要采用风洞试验和现场实测的方法,然而无论是风洞试验,还是全尺寸实测都存在着试验经费大、周期长等问题[2],更重要的是不易进行大规模的参数分析,从而全面地掌握表面风压随各类房屋参数、场地参数等的变化规律。

高速列车隧道风洞模型试验及数值模拟研究随着高速铁路的飞速发展和普及，高速列车在隧道中的空气动力学问题日益受到关注。

高速列车经过隧道时，会引起气压波和数种波动现象，给列车和隧道结构带来安全隐患。

因此，对高速列车在隧道中的空气动力学特性进行研究至关重要。

本文将针对高速列车隧道风洞模型试验及数值模拟研究进行阐述。

高速列车隧道风洞模型试验是研究高速列车在隧道中空气动力学问题的重要手段。

通过模拟隧道中的主要参数，如列车运行速度、隧道横截面形状和宽度、入口边界条件等，来研究高速列车通过隧道时的空气动力学特性。

风洞试验可以提供详细的流场数据和力学指标，对分析列车和隧道结构之间的相互作用具有重要意义。

首先，高速列车隧道风洞模型试验需要设计合适的模型。

模型的尺寸和形状需要与实际高速列车和隧道相似，并且具有良好的比例尺。

另外，模型材料的选择也需要符合实际条件，以保证试验结果的准确性和可靠性。

模型试验时还需要测量列车模型和隧道结构的气动力数据，如阻力、升力、压力等，以便对其进行准确的评估。

其次，进行高速列车隧道风洞模型试验需要制定相应的试验方案和测试方法。

试验方案要明确试验的目的、内容、流场参数和测量要求等关键环节。

测试方法包括测量设备的选择和布置、数据采集和处理方法等，以保证试验过程的顺利进行和数据的可靠性。

在高速列车隧道风洞模型试验的基础上，可以进行数值模拟研究。

数值模拟是利用计算流体力学方法对高速列车在隧道中的空气动力学特性进行全面分析和评估的手段。

通过建立相应的数学模型和计算网格，采用数值方法求解气流运动方程，得到列车和隧道结构的流场分布、气压波传播等重要数据。

数值模拟不受试验条件的限制，可以在不同参数下进行模拟，提供更加广泛和全面的数据参考。

综上所述，高速列车隧道风洞模型试验及数值模拟研究对于研究高速列车在隧道中的空气动力学特性具有重要意义。

通过模型试验可以获取详细的流场数据和力学指标，而数值模拟则可以进行更加广泛和全面的研究。

民用飞机雷电试验中的风洞试验与数值模拟对比分析随着航空事业的快速发展，民用飞机的安全性成为了关注的焦点之一。

雷电是飞行过程中一种常见且具有较大威胁的天气现象，对民用飞机的飞行安全造成了潜在的风险。

为了评估飞机在雷电环境中的安全性能，风洞试验与数值模拟成为了重要的手段。

本文将对民用飞机雷电试验中的风洞试验与数值模拟进行对比分析。

一、风洞试验在飞机雷电试验中的作用风洞试验是对飞机外形和飞行环境进行模拟的一种实验方法。

在飞机雷电试验中，风洞试验可以通过仿真雷电环境，控制雷电能量、路径和影响因素，对飞机进行真实的雷电作用模拟。

通过风洞试验，可以直接观察到飞机在雷电冲击下产生的放电现象，评估飞机结构的抗雷电性能。

二、数值模拟在飞机雷电试验中的作用数值模拟是通过计算机软件对飞机在雷电环境中的应力、电磁场分布以及放电现象进行数值计算的方法。

数值模拟相较于风洞试验具有成本低、效率高等优势。

通过合理的模型设定和参数选择，可以对飞机在雷电环境中的性能进行全面评估，预测飞机的耐雷电能力。

三、风洞试验与数值模拟方法的对比分析1.试验环境模拟能力：风洞试验能够较为真实地模拟雷电环境，通过调整雷电能量和路径，实现对飞机所处环境的准确复现。

而数值模拟则依赖于模型的设定和参数选择，准确性取决于输入数据的准确性。

2.试验成本与效率：风洞试验通常需要建造风洞实验室、设计试验设备，并投入大量的人力物力进行试验。

然而，数值模拟只需要进行计算机仿真，具有成本低、效率高的特点。

3.试验结果的真实性：风洞试验能够直接观察到飞机在雷电冲击下的放电现象，并对结构的抗雷电性能进行评估。

而数值模拟只是通过计算模型得到的结果，需要根据实验数据的验证才能确定其准确性。

4.试验参数的控制能力：风洞试验能够对试验参数进行调整，进行多种多样的飞机雷电试验。

而数值模拟则需要通过设定不同的计算模型来模拟不同的试验条件。

四、综合分析与展望综合以上分析可知，风洞试验和数值模拟在飞机雷电试验中都具有重要作用。

空气动力学风洞实验技术改进与模拟效果验证1. 引言空气动力学风洞实验技术是航空航天工程研究中不可或缺的重要手段。

通过模拟真实飞行条件下的空气动力学特性，可以获取航天器在各种飞行状态下的气动力等关键参数，为飞行器设计和性能优化提供科学依据。

然而，传统的空气动力学风洞实验存在一些局限性和挑战性，因此，对其进行技术改进和模拟效果的验证具有重要意义。

2. 传统空气动力学风洞实验技术的局限性2.1 流场干扰传统风洞实验中，由于模型置于风洞中，风洞模型周围的流场会受到风洞边界的约束和模型自身的干扰，导致实验结果不够准确。

特别是在高速飞行的情况下，流动的非定常性会对实验结果产生较大影响。

2.2 缩尺效应传统风洞实验要将真实的飞行器模型缩小到适合实验的尺寸，从而引入了缩尺效应。

这种缩尺会导致模型和真实情况之间存在差异，限制了实验结果的准确性。

2.3 成本和时间传统风洞实验需要建造和维护昂贵的设施，并且实验周期较长。

这种高成本和长周期使得研究者在进行风洞实验时的资源投入产出比不理想。

3. 空气动力学风洞实验技术改进为了克服传统风洞实验的局限性，许多改进措施被提出和研发，以提高实验的准确性和可靠性。

3.1 高精度测量技术应用先进的测量技术，如全场测量技术和红外测温技术，可以实时获取模型周围的气动力和温度分布信息。

这些信息可以提供给研究者更准确的实验数据，帮助分析和评估飞行器的性能和改进潜力。

3.2 数值模拟辅助将计算流体力学（CFD）等数值模拟方法与实验相结合，可以通过模拟飞行器在不同环境和工况下的空气动力学特性，辅助实验设计和实验结果的验证。

数值模拟还可以帮助解释实验中产生的异常结果，指导实验优化和改进。

3.3 非定常风洞技术非定常风洞技术能够模拟真实飞行中的流动非定常性。

通过改变风洞入口的风速和风向来模拟飞行器在各种飞行状态下的流场特性，进一步提高实验结果的准确性。

非定常风洞技术在航空领域的应用有很大潜力。

4. 模拟效果验证为了验证改进的空气动力学风洞实验技术的有效性，可以进行实验数据与数值模拟结果的对比分析。

民用飞机雷电试验中的风洞试验与数值模拟对比分析方法研究随着民用飞机的发展与普及，对其安全性与可靠性的要求也越来越高。

而雷电是民用飞机在飞行过程中面临的主要天气风险之一，因此雷电试验对于飞机的设计与研发至关重要。

目前，雷电试验通常采用风洞试验与数值模拟相结合的方法进行研究与分析。

本文将探讨民用飞机雷电试验中风洞试验与数值模拟对比分析方法的研究。

一、风洞试验在民用飞机雷电试验中的应用风洞试验是一种通过在实验室环境中模拟飞机在各种气候条件下受到雷电影响的试验方法。

通过模拟雷电击中飞机的过程，可以评估飞机结构的耐雷电性能，优化设计，并提供后续数值模拟的依据。

风洞试验在民用飞机雷电试验中具有以下优势：1. 可以模拟真实雷电环境：通过控制风洞中的气流与电流，可以模拟雷电的各种环境条件，如雷电击中的位置、电荷量等。

2. 具有高重复性和可操作性：风洞试验可以多次进行重复实验，以验证结果的可靠性，并对各种参数进行调整和分析。

3. 直观可见：通过高速摄影等手段，可以直观地观察雷电与飞机的相互作用过程，分析雷电对飞机结构的影响。

二、数值模拟在民用飞机雷电试验中的应用数值模拟是利用计算机模拟雷电在飞机结构上的作用，预测雷电击中时飞机结构的响应。

数值模拟在民用飞机雷电试验中具有以下优势：1. 减少实验成本与时间：相比于风洞试验，数值模拟不需要大量的物理设备与实验环境，可以节省大量的成本与时间，提高工作效率。

2. 精确的仿真与分析：数值模拟可以根据实际飞机结构和雷电特性建立准确的模型，通过数学计算求解，得到详细的飞机结构响应曲线和雷电电流分布等结果。

3. 可以模拟不同工况：通过不同参数的设置，数值模拟可以模拟不同工况下的雷电试验，如不同雷电击中位置、不同雷电电流等。

三、风洞试验与数值模拟的对比分析方法研究提高雷电试验的准确性与可靠性是风洞试验与数值模拟对比分析方法研究的关键课题。

以下是一些常用的对比分析方法：1. 结果对比：将风洞试验和数值模拟的结果进行对比，评估其一致性。

大跨度膜结构风压分布的风洞试验和数值模拟
杜文风;周志勇;高博青
【期刊名称】《河南大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2011(41)2
【摘要】为确定浙江工商大学体育场屋盖结构的风压分布,进行风洞试验研究,并采用数值模拟方法进行了对比分析.采用缩尺比为1∶200的有机玻璃模型,在建筑串联回流式风洞中的大试验段进行了风洞试验,测得对应24个方向角的结构表面各点风压系数,采用标准k-ε,重正化群k-ε,可实现的k-ε和RSM四种湍流模型对屋面风压系数进行了数值模拟,将模拟结果与风洞试验数据进行了比较.结果表明,这种月牙形屋面的风压分布主要以吸力为主,迎风边缘及突出部位的风压系数较大,而在低凹处及尾流区域较小.数值模拟结果与风洞试验结果基本吻合,采用的四种湍流模型结果差异不明显.
【总页数】5页(P209-213)
【关键词】大跨度膜结构;风洞试验;数值模拟;风压系数
【作者】杜文风;周志勇;高博青
【作者单位】河南大学土木建筑学院钢与空间结构研究所;浙江大学土木工程系【正文语种】中文
【中图分类】TU317.1
【相关文献】
1.土木建筑工程设计：大跨度椭球屋盖结构风压分布的风洞试验和数值模拟 [J],
2.大跨度椭球屋盖结构风压分布的风洞试验和数值模拟 [J], 王振华;袁行飞;董石麟
3.大跨翘曲屋盖风压分布的风洞试验与数值模拟 [J], 林拥军;沈艳忱;李明水;罗楠
4.大跨度空间结构典型形体风压分布风洞试验研究现状 [J], 李元齐;胡渭雄;王磊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

H型垂直轴风力机数值模拟与风洞试验作者：李飏陈永艳蔚蕾郭少真田瑞吴哲韩成荣来源：《绿色科技》2018年第12期摘要：以翼型为NACA0012的3叶片小型H型垂直轴风力机为研究对象，采用数值模拟和试验验证的研究方法，分析了不同安装角、不同旋转直径对于风力机气动性能的影响。

应用Fluent软件求解三维非定常不可压N-S方程和RNG K-e湍流模型，使用Simple算法，采用滑动网格技术，对H型风力机的二维非定常流场特性进行了数值模拟研究，得出了风力机功率曲线图。

分析可知当风力机处于低速状态转动时，主要影响因素是风轮直径。

随着转速的增加，安装角对于风力机气动性能的影响越来越大，随着安装角的增加，风力机的功率出现先增加后减小的趋势。

风洞试验表明，风轮直径在860 mm，转速约300 r/min，安装角4°，风力机的整体效率最高。

数值模拟与风洞试验结果的变化趋势基本相同。

关键词：H型风力机;安装角;旋转直径;数值模拟;风洞试验中图分类号：TK83文献标识码：A文章编号：1674-9944（2018）12-0178-051 引言随着科学技术以及现代经济的快速发展，人类逐渐意识到生存需要消耗大量的能源作为支撑。

然而过度消耗能源必然会导致环境的污染，特别是消耗矿石能源，这些污染又限制了人类社会的发展[1]。

在社会发展的同时，一方面出现了越来越多的污染问题，另一方面人们也开始关注如何才能使生态环境持续发展并且寻找新的可再生能源。

由于风力资源拥有十分丰富的储量、能够再生、不会产生污染、成本较低且十分容易转化等特点，近年来受到了广泛的重视，技术也日益成熟，世界上多个国家都将风能的开发利用作为新能源战略中最为重要的组成部分之一[2]。

与水平轴风力机相比，垂直轴风力机具有传动简单，气动噪音小，受风性能好且无需迎风系统等优点。

由于垂直轴风力机的流场更加复杂，研究垂直轴风力机气动性能应重点研究垂直轴风力机二维非定常流场。

三维曲线结构六分力系数的风洞试验与数值模拟【摘要】对空间结构非常复杂的桥梁进行静力六分力系数研究是非常有必要的。

本文对某桥主翼结构进行静力六分力风洞试验，并采用rngk-?着湍流模型对该桥主翼结构进行了同等条件下的数值模拟计算，并将数值模拟的结果与风洞模型试验结果作了对比分析。

通过数据对比得出，由cfd数值模拟方法计算出的六分力系数和风洞试验值有一定误差。

从总体吻合程度上来说，采用cfd方法进行数值模拟还是比较成功的。

【关键词】六分力系数;风洞试验;数值模拟0．引言静力六分力系数是计算空间结构复杂桥梁静力风荷载的重要参数，目前常用方法是制作一定缩尺比的节段模型，通过风洞试验测定。

但是，由于风洞试验受试验条件、场所的限制，很难真实的模拟实际风场，因此，风洞试验结果与实际问题可能存在较大出入。

而且模型放大后的一般规律往往是无法得到的，其效果自然也就很难掌握，这种缩小尺寸的试验模型并不总是能反映全比例结构的各方面特征。

随着计算流体动力学（cfd）的高速发展，采用数值仿真方法计算桥梁静力风荷载，识别静力六分力系数成为可能。

数值仿真具有投资小、试验时间短、可重复性好和条件易于控制等优点，比物理风洞更自由，更灵活，并能补充物理风洞试验的不足。

本文采用rngk-?着湍流模型对某桥主翼结构的测力节段2的六分力系数进行数值模拟计算，并与风洞模型试验结果作了对比分析，验证了采用cfd技术识别桥梁六分力系数方法的可靠性。

1．静力六分力系数1.1体轴坐标系下静力六分力系数对于空间结构非常复杂的桥梁，其任一断面的风荷载不能代表其它断面的风荷载。

例如斜梁桥或者曲线梁桥，该类桥梁处在风场中，只进行静力三分力试验，不能完全算出其真实的受力状态，需要进行静力六分力试验。

某个断面的风荷载包含fx’、fy’、fz’、mx’、my’、mz’六个分量。

六分力是按照桥梁断面本身的体轴坐标系来分解定义的，因此称为体轴坐标系下的六分力。

进行静力六分力风洞试验时，是在横桥向的均匀流风场中，变化试验攻角?琢，测出体轴坐标系节段模型受到的力和力矩：fx’、fy’、fz’、mx’、my’、mz’，体轴坐标系下所受的静力风荷载可以由式（1）表示：fx’=0.5?籽ucafy’=0.5?籽ucafz’=0.5?籽ucamx’=0.5?籽ucabmy’=0.5?籽ucabmz’=0.5?籽ucab （1）体轴坐标系下的六分力系数cx’、cy’、cz’、cmx’、cmy’、cmz’可由式（2）计算出：cx’=2f/(?籽ua)cy’=2f/(?籽ua)cz’=2f/(?籽ua)cmx’=2m/(?籽uab)cmy’=2m/(?籽uab)cmz=2m/(?籽uab) （2）式（2）中?籽和u分别为空气密度和来流速度；a为相应的参考面积，a=bl，l为模型的竖直长度，bx、bs分别为为模型的上部宽度、下部宽度。

大气工程中的风洞试验与仿真模拟研究大气工程作为一门综合性学科，研究的内容涵盖了空气动力学、环境科学、气象学等多个学科的交叉领域。

在大气工程领域，风洞试验与仿真模拟研究是至关重要的一环。

本文将探讨风洞试验与仿真模拟在大气工程中的应用现状以及其重要性。

一、风洞试验风洞试验是大气工程中常用的实验手段之一。

它通过在模型尺寸缩小的情况下，使用风洞产生的气流来模拟真实大气环境，从而研究空气动力学、结构动力学等相关问题。

风洞试验广泛应用于航空、能源、建筑、交通等领域。

在航空领域，风洞试验被用于研究飞机的升力、阻力、稳定性等性能，通过风洞试验可以优化飞机的设计，提高其安全性和效率。

在能源领域，风洞试验被用于研究风力发电机叶片的aerodynamic 特性，从而提高风力发电的效率。

在建筑领域，风洞试验可以模拟建筑在高风速环境下的受力情况，进而优化建筑结构，提高其抗风能力。

在交通领域，风洞试验可以模拟车辆在高速行驶中的气动性能，研究车辆的稳定性和燃油经济性。

二、仿真模拟研究与风洞试验相比，仿真模拟研究中，采用数值计算方法对大气流动进行模拟。

仿真模拟研究借助计算机技术和数学模型，可以对大气动力学行为进行细致的分析。

仿真模拟研究在大气工程中起到了至关重要的作用。

它可以帮助研究者预测和评估大气环境中的各种现象和过程，比如空气污染扩散、大气层中的温度分布、风场变化等。

在环境科学领域，仿真模拟研究被广泛应用于空气质量评估、气象灾害预警等方面。

在气候学领域，仿真模拟研究可以用于模拟气候变化，预测未来几十年的气候走势。

仿真模拟研究与风洞试验相辅相成。

风洞试验可以为仿真模拟提供验证数据，而仿真模拟可以帮助优化风洞试验设计，提高试验效率。

三、风洞试验与仿真模拟的重要性风洞试验与仿真模拟在大气工程中的重要性体现在以下几个方面：1. 减小成本和时间：采用风洞试验和仿真模拟可以有效减小研究成本和时间。

相对于实地试验，风洞试验和仿真模拟更加经济、高效。

民用飞机雷电试验中的风洞试验与数值模拟对比分析方法在民用飞机的设计和研发过程中，雷电试验是非常重要的一环。

雷电对飞机的安全性和飞行性能有着直接的影响，因此需要进行试验和分析以保证飞机在雷电环境下的飞行安全。

其中，风洞试验和数值模拟是两种常用的对比分析方法，本文就民用飞机雷电试验中的风洞试验与数值模拟对比分析方法进行探讨。

1. 引言随着飞机设计技术的不断进步，民用飞机的雷电防护问题越来越受到关注。

雷电试验是验证飞机在雷电环境下工作正常的重要手段，而风洞试验和数值模拟则是对雷电试验的有效补充和辅助。

2. 风洞试验的优势与局限性风洞试验是通过模拟飞机在实际飞行中的气流环境，以飞机模型进行各种试验的一种方法。

其优势主要有以下几点：(1) 实验数据可靠性高，可直接观测和记录；(2) 可模拟真实的雷电环境；(3) 可以在试验过程中灵活调整参数和条件。

然而，风洞试验也存在一些局限性：(1) 试验成本较高，需要大量的时间和资源投入；(2) 无法完全模拟实际飞行状态；(3) 存在一定的试验误差。

3. 数值模拟的优势与局限性数值模拟是通过计算机模拟飞机在雷电环境下的电磁场分布和电荷分布情况，从而获取飞机对雷电的响应。

其优势主要有以下几点：(1) 计算成本较低，效率高；(2) 可以模拟更多复杂的情况；(3) 可以获取飞机全场电磁和流场分布。

然而，数值模拟也存在一些局限性：(1) 模型的准确性和可信度需要验证；(2) 计算结果与实际情况可能存在偏差；(3) 需要对模型和算法进行不断改进和验证。

4. 风洞试验与数值模拟的对比分析方法为了获得更可靠的结果，常常需要将风洞试验与数值模拟相结合，进行对比分析。

具体分析方法包括如下几点：(1) 将风洞试验结果作为数值模拟的验证标准，通过比对两者结果的一致性来评估数值模拟模型的准确性；(2) 在风洞试验的基础上进行数值模拟，通过对比两者结果的差异来更好地理解试验结果和模拟结果的优劣；(3) 在数值模拟中引入实际飞行数据，从而提高模拟结果的可信度和真实性。

高性能飞行器风洞试验和数值模拟研究一、引言随着航空航天技术的不断发展，高性能飞行器的研究成为航空航天领域的热点。

为了确保高性能飞行器的飞行安全和性能优越，风洞试验和数值模拟成为了必不可少的研究手段。

本文将就高性能飞行器风洞试验和数值模拟进行介绍和分析。

二、风洞试验风洞试验是研究高性能飞行器气动特性的重要手段。

风洞试验主要分为实物模型试验和数值模拟试验两种方式。

1. 实物模型试验实物模型试验是指将飞行器的缩比模型置于风洞中，通过对气动力、气动稳定性、空气动力性能等进行测量，研究高性能飞行器的飞行气动特性。

实物模型试验具有稳定可靠、数据真实可靠等优点，但同时需要大量的实验设备和成本投入。

2. 数值模拟试验数值模拟试验是利用计算机对高性能飞行器的飞行气动特性进行预测和模拟。

通过建立数学模型和计算流体力学方法，对流场、气动力、气动稳定性等进行计算和分析，得出高性能飞行器的飞行特性。

数值模拟试验具有成本低、结果可靠等优点，但需要对数学模型进行合理假设和边界条件的设定，同时对计算机性能要求较高。

三、数值模拟研究数值模拟研究是探究高性能飞行器气动特性的重要手段，其主要包括流场模拟、模型建立和结果分析等方面。

1. 流场模拟流场模拟是数值模拟研究的核心内容。

通过使用计算流体力学（CFD）方法对高性能飞行器周围空气流场进行数值求解，来研究飞行器的气动特性和气动力。

流场模拟需要根据高性能飞行器的实际飞行状态建立数学模型，并进行网格划分和边界条件的设定。

通过求解流场的连续性方程、动量方程和能量方程，可以得到高性能飞行器周围的流场分布和气动力大小。

2. 模型建立模型建立是数值模拟研究的基础工作。

在进行数值模拟前，需要对高性能飞行器进行几何建模和物理特性建模。

几何建模是指将飞行器的几何形状转化为计算机可识别的模型；物理特性建模是指确定飞行器的材料性质、空气动力学等参数。

模型建立需要准确的几何参数和物理参数，以确保数值模拟的准确性和可靠性。

航空气动建模中的风洞实验与计算模拟研究航空气动建模是航空工程领域中的关键技术之一，它在飞行器设计和开发过程中起到了重要的作用。

其中，风洞实验和计算模拟是航空气动建模中必不可少的两种研究方法。

本文将针对这两种方法进行详细的介绍和比较。

一、风洞实验风洞实验是一种利用实际装置模拟飞行器在不同风速下的气动效应的方法。

通过搭建风洞实验装置，可以对飞行器的气动性能进行全面的测试和分析。

风洞实验的优点在于可以提供准确的实验数据，对飞行器的气动特性进行真实可靠地测试。

同时，风洞实验还可以提供大范围的试验条件，包括不同风速、角度、迎角等条件，从而对飞行器在各种复杂气动环境下的性能进行全面评估。

然而，风洞实验也存在一些不足之处。

首先，风洞实验的建设和操作成本较高，需要大量的设备和材料投入。

其次，由于实验室条件的限制，风洞实验无法模拟和测试全部气动参数，这可能会对结果的准确性产生一定的影响。

此外，风洞实验的过程较为复杂，需要一定的实验操作经验和专业技术支持。

二、计算模拟计算模拟是一种利用计算机模拟软件对飞行器的气动效应进行分析和研究的方法。

通过建立相应的数学模型和计算技术，可以对飞行器在不同工况下的气动性能进行定量分析。

计算模拟的优点在于可以提供快速、灵活和经济的研究手段。

通过合理的计算模型和精确的计算方法，可以较为准确地预测飞行器的气动特性，指导飞行器的设计和优化。

然而，计算模拟也存在一些限制。

首先，计算模拟结果的准确性依赖于所采用的数学模型和计算方法的准确性。

其次，计算模拟需要充分考虑飞行器的气动特性和边界条件，这对模型的建立和求解过程提出了一定的要求。

此外，计算模拟的计算资源需求相对较高，对计算机的性能和存储空间有一定的要求。

三、风洞实验与计算模拟的比较风洞实验和计算模拟是航空气动建模中常用的两种研究方法，它们各有优缺点，并适用于不同的研究需求。

在实际应用中，通常会将两种方法结合使用，以达到更准确和全面的研究结果。