图 1. 近尾流湍流强度分布 [1] ...................................................................................................... 2 图 2. 远尾流湍流强度分布 [2] ...................................................................................................... 3 图 3. 2.06 倍叶片直径处的相对湍流强度 [3] ...................................................................................... 4 图 4. 近尾流轴向速度云图(左)和切向速度云图(右) [4] ............................................................. 5 图 5. 2.5 倍涡轮机直径处的实验和 CFD(LES)湍流强度 [6] ............................................................. 6 图 6. CFD(LES)湍流图 7. 基本风洞示意图 ...................................................................................................................................... 8 图 8. 蜂窝类型 [7] ...................................................................................................................................... 11 图 9. 湍流减少因子 [10] ............................................................................................................................. 15 图 10. 用于模型风力涡轮机的 NACA 4412 叶片 ............................................................................................. 23 图 11. 模型风力涡轮机轮毂 .............................................................................................
本文研究了改造后的加州理工大学 3 x 4 英尺亚音速风洞的流动特性。使用 IFA 300 恒温风速计和横平面 X 线双传感器探头测量了隧道流的平均速度和湍流强度以及隧道某一截面的部分湍流边界层。由于 IFA 300 的一个通道出现故障,因此只校准了双传感器探头的一根线进行测量。然后将探头放置在安装在风洞内横梁上的流线型探头支架中。发现湍流边界层厚度为 6 英寸。调查发现,所调查隧道段的流动均匀性是可以接受的,最大速度偏差为 2.5%,并且发现隧道段绝大部分的湍流强度小于 0.5%。然而,在隧道顶部中心发现了一个湍流强度较高的区域(≈ 2.5%),这需要进一步检查。
摘要。欧盟 FP7 AVATAR 项目 (大型转子先进气动工具) 已在 DU00-W-212 翼型上以及两个不同的测试设施上进行了高雷诺数的 2D 风洞测试:位于哥廷根的 DNW 高压风洞 (HDG) 和 LM Wind Power 内部风洞。两个测试都执行了两种雷诺数条件:300 万和 600 万。在 300 万雷诺数测试中,两个风洞的马赫数和湍流强度值相似,而在 600 万雷诺数下则存在显著差异。本文对从两个风洞获得的数据进行了比较,结果显示,在 300 万雷诺数下具有良好的重复性,而在 600 万雷诺数下存在差异,这与不同的马赫数和湍流强度值一致。
湍流对远程成像系统的影响表现为图像模糊效应,通常由系统中存在的相畸变量化。可以想象,根据传播体积内的大气湍流强度,可以理解模糊效果。获得湍流强度曲线的一种方法是使用动态范围的雷利信标系统,该系统利用沿策略性的信标沿着传播路径的范围进行了差异,从而有效地推导了影响光学成像系统的模糊畸变的特定路径段贡献的估计。已经设计了一种利用此技术的系统,并且已经构建了用于测试的原型。该系统被称为TARDIS,该系统代表湍流和气溶胶研究动态询问系统。TARDIS是一种光学传感系统,基于在相对不变的湍流诱导的波前扰动的静态时期内动态更改收集传感器和瑞利信标之间的范围。一种概念收集的场景由信标组成,在该信标中,基于激光脉冲和摄像头快门速度,空气分子和气溶胶颗粒反向散射图像在不同距离捕获的距离。获得基于TARDIS的湍流强度曲线的基于测量的估计是基于整理分段的折射率结构参数,𝐶𝐶2,值为大气的特定层。这些𝐶𝐶𝐶𝐶𝑛𝑛𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠𝑠2值是从炸参数段(0𝑖𝑖)中发展出来的,这些值是从Shack-Hartmann波前传感器上的相邻测量值中推导的。从传感系统收集光圈上存在的相位方差的平均值估计炸参数的单个值。跨孔的估计相方差的平均值是由从Shack-Hartmann波前传感器测得的梯度重建的区域倾斜砖中构建的。本文提供了理解大气湍流的基础理论,提供了当前可用的湍流估计技术的参考,并提供了针对TARDIS的细节,层析成像湍流估计方法以及收集概念数据的初始证明的分析。这项研究提供了一种新颖的手段,用于量化大气湍流的强度特征。利用概述的方法,使用了扰动波前的直接测量,这与估计湍流强度曲线的其他方式有不同。由于这种差异,可以使用动态范围的信标来产生湍流概况估计值,以增加对其他方法的置信度,或用作不容易受到相同误差源影响的独立测量技术。此外,由于该技术利用了波前的直接测量,因此可以想象,这可以与用于图像校正的自适应光学系统相关。
1 2 3 4 MD-82 商用客机头等舱的精确高分辨率边界条件和流场 6 7 刘伟 1 , 温继洲 1 , 赵江月 1 , 尹伟友 1 , 沈晨 1 , 赖代一 1 , 林朝欣 8 2 , 刘俊杰 1 , 孙河江 1,* 陈庆艳 1,3 9 10 1 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072,11 中国 12 2 波音民用飞机环境控制系统,华盛顿州埃弗里特 98203,美国 13 3 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特 47907,美国 14 15 * 电子邮件地址:sunhe@tju.edu.cn 16 17 摘要 18 19商用客机客舱对于创造热舒适和健康的客舱环境至关重要。除了客舱几何形状和家具外,流场还取决于扩散器处的热流体边界条件。为了研究客舱内的流场,本文介绍了一种获取客舱几何形状、扩散器边界条件和流场的程序。本研究使用激光跟踪系统和逆向工程生成了 MD-82 飞机客舱的数字模型。尽管该系统的测量误差很小,但仍然需要近似和假设以减少工作量和数据量。几何模型还可用于轻松计算空间体积。采用热球风速计 (HSA) 和超声波风速计 (UA) 组合来获取扩散器处的速度大小、速度方向和湍流强度。测量结果表明,实际客舱内的流动边界条件相当复杂,速度大小、速度方向和湍流强度在不同缝隙开口之间差异很大。还使用 UA 测量 20 Hz 下的三维空气速度,这也可用于确定湍流强度。由于流动的不稳定性,应至少测量 4 分钟才能获得准确的平均速度和湍流信息。结果发现,流场速度低、湍流强度高。这项研究为验证计算流体力学 (CFD) 模型提供了高质量数据,包括客舱几何形状、扩散器边界条件和 MD-82 商用客机头等舱的高分辨率流场。 关键词:客机客舱;客舱几何形状;流场;实验;扩散器 41 42 1. 引言 43 44 商用客机客舱中的空气分布用于维持乘客和机组人员的热舒适度 45 和空气质量。这些空气分布可以控制空气温度和 46 空气速度场,并可以稀释气体和颗粒浓度。尽管 47 航空航天工业在过去 48 十年中已经改善了飞机客舱的热舒适度和卫生状况(Space et al.,2000),空气分配系统需要进一步改进。49
1 2 3 4 MD-82 商用客机头等舱的精确高分辨率边界条件和流场 6 7 刘伟 1 , 温继洲 1 , 赵江月 1 , 尹伟友 1 , 沈晨 1 , 赖代一 1 , 林朝欣 8 2 , 刘俊杰 1 , 孙河江 1,* 陈庆艳 1,3 9 10 1 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072,11 中国 12 2 波音民用飞机环境控制系统,华盛顿州埃弗里特 98203,美国 13 3 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特 47907,美国 14 15 * 电子邮件地址:sunhe@tju.edu.cn 16 17 摘要 18 19商用客机客舱对于创造热舒适和健康的客舱环境至关重要。除了客舱几何形状和家具外,流场还取决于扩散器处的热流体边界条件。为了研究客舱内的流场,本文介绍了一种获取客舱几何形状、扩散器边界条件和流场的程序。本研究使用激光跟踪系统和逆向工程生成了 MD-82 飞机客舱的数字模型。尽管该系统的测量误差很小,但仍然需要近似和假设以减少工作量和数据量。几何模型还可用于轻松计算空间体积。采用热球风速计 (HSA) 和超声波风速计 (UA) 组合来获取扩散器处的速度大小、速度方向和湍流强度。测量结果表明,实际客舱内的流动边界条件相当复杂,速度大小、速度方向和湍流强度在不同缝隙开口之间差异很大。还使用 UA 测量 20 Hz 下的三维空气速度,这也可用于确定湍流强度。由于流动的不稳定性,应至少测量 4 分钟才能获得准确的平均速度和湍流信息。结果发现,流场速度低、湍流强度高。这项研究为验证计算流体力学 (CFD) 模型提供了高质量数据,包括客舱几何形状、扩散器边界条件和 MD-82 商用客机头等舱的高分辨率流场。 关键词:客机客舱;客舱几何形状;流场;实验;扩散器 41 42 1. 引言 43 44 商用客机客舱中的空气分布用于维持乘客和机组人员的热舒适度 45 和空气质量。这些空气分布可以控制空气温度和 46 空气速度场,并可以稀释气体和颗粒浓度。尽管 47 航空航天工业在过去 48 十年中已经改善了飞机客舱的热舒适度和卫生状况(Space et al.,2000),空气分配系统需要进一步改进。49
1 2 3 4 MD-82 商用客机头等舱的精确高分辨率边界条件和流场 6 7 刘伟 1 , 温继洲 1 , 赵江月 1 , 尹伟友 1 , 沈晨 1 , 赖代一 1 , 林朝欣 8 2 , 刘俊杰 1 , 孙河江 1,* 陈庆艳 1,3 9 10 1 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072,11 中国 12 2 波音民用飞机环境控制系统,华盛顿州埃弗里特 98203,美国 13 3 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特 47907,美国 14 15 * 电子邮件地址:sunhe@tju.edu.cn 16 17 摘要 18 19商用客机客舱对于创造热舒适和健康的客舱环境至关重要。除了客舱几何形状和家具外,流场还取决于扩散器处的热流体边界条件。为了研究客舱内的流场,本文介绍了一种获取客舱几何形状、扩散器边界条件和流场的程序。本研究使用激光跟踪系统和逆向工程生成了 MD-82 飞机客舱的数字模型。尽管该系统的测量误差很小,但仍然需要近似和假设以减少工作量和数据量。几何模型还可用于轻松计算空间体积。采用热球风速计 (HSA) 和超声波风速计 (UA) 组合来获取扩散器处的速度大小、速度方向和湍流强度。测量结果表明,实际客舱内的流动边界条件相当复杂,速度大小、速度方向和湍流强度在不同缝隙开口之间差异很大。还使用 UA 测量 20 Hz 下的三维空气速度,这也可用于确定湍流强度。由于流动的不稳定性,应至少测量 4 分钟才能获得准确的平均速度和湍流信息。结果发现,流场速度低、湍流强度高。这项研究为验证计算流体力学 (CFD) 模型提供了高质量数据,包括客舱几何形状、扩散器边界条件和 MD-82 商用客机头等舱的高分辨率流场。 关键词:客机客舱;客舱几何形状;流场;实验;扩散器 41 42 1. 引言 43 44 商用客机客舱中的空气分布用于维持乘客和机组人员的热舒适度 45 和空气质量。这些空气分布可以控制空气温度和 46 空气速度场,并可以稀释气体和颗粒浓度。尽管 47 航空航天工业在过去 48 十年中已经改善了飞机客舱的热舒适度和卫生状况(Space et al.,2000),空气分配系统需要进一步改进。49
1 2 3 4 MD-82 商用客机头等舱的精确高分辨率边界条件和流场 6 7 刘伟 1 , 温继洲 1 , 赵江月 1 , 尹伟友 1 , 沈晨 1 , 赖代一 1 , 林朝欣 8 2 , 刘俊杰 1 , 孙河江 1,* 陈庆艳 1,3 9 10 1 天津大学环境科学与工程学院,天津 300072,11 中国 12 2 波音民用飞机环境控制系统,华盛顿州埃弗里特 98203,美国 13 3 普渡大学机械工程学院,印第安纳州西拉斐特 47907,美国 14 15 * 电子邮件地址:sunhe@tju.edu.cn 16 17 摘要 18 19商用客机客舱对于创造热舒适和健康的客舱环境至关重要。除了客舱几何形状和家具外,流场还取决于扩散器处的热流体边界条件。为了研究客舱内的流场,本文介绍了一种获取客舱几何形状、扩散器边界条件和流场的程序。本研究使用激光跟踪系统和逆向工程生成了 MD-82 飞机客舱的数字模型。尽管该系统的测量误差很小,但仍然需要近似和假设以减少工作量和数据量。几何模型还可用于轻松计算空间体积。采用热球风速计 (HSA) 和超声波风速计 (UA) 组合来获取扩散器处的速度大小、速度方向和湍流强度。测量结果表明,实际客舱内的流动边界条件相当复杂,速度大小、速度方向和湍流强度在不同缝隙开口之间差异很大。还使用 UA 测量 20 Hz 下的三维空气速度,这也可用于确定湍流强度。由于流动的不稳定性,应至少测量 4 分钟才能获得准确的平均速度和湍流信息。结果发现,流场速度低、湍流强度高。这项研究为验证计算流体力学 (CFD) 模型提供了高质量数据,包括客舱几何形状、扩散器边界条件和 MD-82 商用客机头等舱的高分辨率流场。 关键词:客机客舱;客舱几何形状;流场;实验;扩散器 41 42 1. 引言 43 44 商用客机客舱中的空气分布用于维持乘客和机组人员的热舒适度 45 和空气质量。这些空气分布可以控制空气温度和 46 空气速度场,并可以稀释气体和颗粒浓度。尽管 47 航空航天工业在过去 48 十年中已经改善了飞机客舱的热舒适度和卫生状况(Space et al.,2000),空气分配系统需要进一步改进。49
摘要。大气湍流通常会阻碍远距离光学成像应用。湍流对成像系统的影响可以表现为图像模糊效应,通常通过系统中存在的相位失真来量化。模糊效应可以根据沿传播路径测量的大气光学湍流强度及其对成像系统内相位扰动统计的影响来理解。获取这些测量值的一种方法是使用动态范围的瑞利信标系统,该系统利用沿传播路径的战略性变化的信标范围,有效地获得影响光学成像系统的像差的估计值。我们开发了一种从动态范围的瑞利信标系统中提取断层扫描湍流强度估计值的方法,该系统使用 Shack - Hartmann 传感器作为相位测量装置。介绍了从快速序列中获得的战略性范围变化的信标测量中提取断层扫描信息的基础,以及典型湍流场景的建模示例。此外,处理算法还用于模拟孤立强湍流层的识别。我们介绍了所选处理算法的基础,并讨论了该算法作为大气湍流分析方法的实用性。© 作者。由 SPIE 根据 Creative Commons Attribution 4.0 Unported 许可证出版。分发或复制本作品的全部或部分内容需要完全署名原始出版物,包括其 DOI。[DOI:10.1117/1.OE.59.8.081807]
第 8 章:垂直容器的风荷载.................................................................................178 8.1 介绍...................................................................................................................178 8.2 实验步骤..............................................................................................................179 8.2.1 速度剖面.................................................................................................180 8.2.2 纵向湍流强度和长度尺度.......................................................................181 8.2.3 风洞模型.................................................................................................182 8.2.4 风洞阻塞.................................................................................................184 8.2.5 风洞压力梯度.................................................................................................185 8.2.6 雷诺数效应....................................................................................................185 8.2.7 仪器................................................................................................................188 8.3 测试结果................................................................................................................190 8.4 测试结果在风荷载计算中的应用................................................................195 8.5风洞试验结果与桌面方法的比较......................................................................203 8.6 本章摘要和结论...............................................................................................208