c) 计算每个速度下通过四分之一弦点的俯仰力矩与攻角的关系,并将结果显示在表格中。5. a)。以 20、35 和 50 米/秒的空速运行风洞,并在攻角为 0°、4°、8°、12° 和 16° 时获取垂直安装的压力翼尾流中的尾流压力测量值。每次设置数据之前,务必检查机翼和皮托管的零速度压力测量值。您需要测量并校正零速度时压力传感器中的任何偏移。注意:在较小的攻角值(即最多约 8 度)下,可用的耙子可以充分覆盖整个尾流场。但是,在较高的攻角下,耙子可能无法完全覆盖尾流。为了正确测量这些极端值的尾流场,您需要将耙子移到机翼上方和下方。有关最高攻角尾流场测量设置的帮助,请咨询助教、教授或技术员)b) 绘制标准化尾流测量压力分布 q / q ∞ 与三种不同速度下每个攻角的尾流距离的关系。c) 通过对每个攻角和三个速度的尾流压力分布进行积分,用动量法计算翼型的阻力系数。绘制实验中使用的每个流速的阻力系数与攻角的关系,并将此结果与上面第 3 部分计算出的阻力进行比较。确保对两个不同阻力估计值中的任何差异或差异进行评论。6.确定雷诺数对升力、阻力和 1/4 弦俯仰力矩系数的影响。(绘制压力翼测量的升力和俯仰力矩系数,以及尾流测量的阻力系数与所有可用攻角的雷诺数的关系。)
然而,与所有公司一样,时间和成本是决定使用 FDM 的关键因素。当 BLWTL 构建带有压力接头的建筑模型时(图 5),它不再需要手动钻孔。大型模型上的压力接头位置可能多达 1,000 个,钻孔既费时又繁琐。BLWTL 通过将压力接头孔直接合并到 CAD 模型中并在 FDM 模型中构建它们来消除此步骤。由于它使用 WaterWorks,因此只需从每个压力接头孔中冲洗掉支撑材料即可。这种技术使创建风洞模型所需的时间和劳动力减少了高达 66%。总体而言,与以前的方法相比,BLWTL 的平均成本节省了约 30%。凭借风洞模型的这种节省,该实验室估计它仅在三到五年内就收回了每台 Fortus 系统的成本。
然而,与所有公司一样,时间和成本是决定使用 FDM 的关键因素。当 BLWTL 构建带有压力接头的建筑模型时(图 5),它不再需要手动钻孔。大型模型上的压力接头位置可能多达 1,000 个,钻孔既费时又繁琐。BLWTL 通过将压力接头孔直接合并到 CAD 模型中并在 FDM 模型中构建它们来消除此步骤。由于它使用 WaterWorks,因此只需从每个压力接头孔中冲洗掉支撑材料即可。这种技术使创建风洞模型所需的时间和劳动力减少了高达 66%。总体而言,与以前的方法相比,BLWTL 的平均成本节省了约 30%。凭借风洞模型的这种节省,该实验室估计它仅在三到五年内就收回了每台 Fortus 系统的成本。
过去 50 年来,风洞已广泛应用于工业和研究领域。它们的规模和几何形状差异很大,有些大到足以容纳和测试小型飞机(例如 NASA、ATP 设施),而另一些则是用于校准小型传感器的微型气流发生器。但是,它们总是使用相同的基本技术和设计元素。同样,环境模拟器也在研究中得到广泛应用,例如在气候和行星研究中。在这里,它们在尺寸和配置上再次存在很大差异,但基本上由具有某种形式的温度控制的密封室组成 [Jensen 等人2008]。因此,在风洞和环境模拟器设计领域已成功应用了各种标准且通常是商业化的技术和施工技术。本章将概述其中一些技术和方法,以帮助研究人员或技术开发人员设计或使用环境风洞,同时也为这些研究领域的新手提供信息指南。环境模拟器和风洞的融合是基于实验室技术的自然演变,以满足重现自然界中特定物理条件的需求。虽然这种设施现在才刚刚得到充分开发,但它们有可能扩展到一个新的研究领域,这可能对我们了解气候做出重大贡献,并促进先进传感器技术的发展。本章将介绍设计和建造环境风洞的许多挑战,并提出可能的解决方案,重点放在极端陆地和火星行星条件上。此外,还将讨论许多不同的科学和工业应用。一般而言,环境风洞目前已用于测试和校准各种气象传感器,尤其是风流传感器(风速计)。风洞在土木工程和城镇规划中的应用正变得越来越普遍。在这里,通过风洞模拟和建模建筑物周围和建筑密集区域的气流可能有助于避免在大风或暴风雨期间产生高风切变和危险涡流。此类模拟还可以帮助设计和放置风力发电系统(例如风力涡轮机)。雷诺方程开发的形式化缩放定律允许进行测量,例如在较小规模的实验室风洞中,其产生与自然环境中产生的相同(或极其相似)的流动 [Monin 和 Yaglom
本书中介绍的一些测量技术和仪器在 A. K. Martinov 的《Eks perimental 'naya aer odinamika》(实验空气动力学)(1950 年)、S 的著名著作中有所提及。G. Popov 的《Nekotorye zadachi eksperimental'noi aeromekhaniki》(实验空气力学中的一些问题)(1 952 年)和 N. A. Zaks 的《Osnovy eksperimental'noi aerodinamiki》(实验空气动力学基础)(1 957 年)。在这些面向高级学生的教科书中,测量技术和仪器必然只是简要地、顺便地描述。R、C、Pankhurst 和 D. W. Holder 在他们的教科书《风洞技术》(1952 年)中讨论了大量实验问题,但处理方式比较笼统,有时甚至比较肤浅。自这些著作出版以来,空气动力学技术取得了长足进步。
建筑框架上的风荷载通常使用建筑规范规定的简单规则或根据 ASCE 7 等标准中的分析程序进行调整来获得。这种方法(本文中简称为“建筑规范方法”)基于一些普遍适用的概念,包括将迎面而来的风速定义为特定通用暴露条件(“地面粗糙度”)下高度的函数,以及原始建筑形状的压力系数或形状因子,这些可能是通过参考历史风洞测试获得的。“通用”暴露条件的特征是从几个预定类别中选择的均匀地面粗糙度,“原始”建筑形状几乎总是简单的矩形棱柱。对于真实环境中的真实建筑,这两种简化都限制了使用分析程序获得准确负载的能力。例如,众所周知,位于附近类似或更高高度的建筑物密集区域内的建筑物将免受迎面而来的风的影响,并且可能会承受比规范预测的负载低得多的负载。另一方面,附近建筑物的特定布置已知可以通过将加速的风“引导”到狭窄的间隙中来增加负载。此外,已证明单个孤立的附近建筑物会使顺风结构的负载增加一个倍数
建筑框架上的风荷载通常使用建筑规范规定的简单规则或根据 ASCE 7 等标准中的分析程序进行调整来获得。这种方法(本文中简称为“建筑规范方法”)基于一些普遍适用的概念,包括将迎面而来的风速定义为特定通用暴露条件(“地面粗糙度”)的高度函数,以及原始建筑形状的压力系数或形状因子,这些可能是参考历史风洞测试获得的。“通用”暴露条件的特征是从几个预定类别中选择的均匀地面粗糙度,“原始”建筑形状几乎总是简单的矩形棱柱。对于真实环境中的真实建筑,这两种简化都限制了使用分析程序获得准确载荷的能力。例如,众所周知,位于附近类似或更高高度的建筑物密集区域内的建筑物将免受迎面而来的风的影响,并且可能会承受比规范预测的载荷低得多的载荷。另一方面,附近建筑物的特定布置已知可以通过将加速的风“引导”到狭窄的间隙中来增加负载。此外,由于逆风建筑物尾流中的平均和湍流特性,单个孤立的附近建筑物已证明可以使顺风建筑物的负载增加两倍或更多倍,对于迎面而来的风的某些相对方向。真实建筑物所经历的真实情况可能是所有这些现象在各个方向上的某种组合。
建筑框架上的风荷载通常使用建筑规范规定的简单规则或根据 ASCE 7 等标准中的分析程序进行调整来获得。这种方法(本文中简称为“建筑规范方法”)基于一些普遍适用的概念,包括将迎面而来的风速定义为特定通用暴露条件(“地面粗糙度”)的高度函数,以及原始建筑形状的压力系数或形状因子,这些可能是参考历史风洞测试获得的。“通用”暴露条件的特征是从几个预定类别中选择的均匀地面粗糙度,“原始”建筑形状几乎总是简单的矩形棱柱。对于真实环境中的真实建筑,这两种简化都限制了使用分析程序获得准确载荷的能力。例如,众所周知,位于附近类似或更高高度的建筑物密集区域内的建筑物将免受迎面而来的风的影响,并且可能会承受比规范预测的载荷低得多的载荷。另一方面,附近建筑物的特定布置已知可以通过将加速的风“引导”到狭窄的间隙中来增加负载。此外,由于逆风建筑物尾流中的平均和湍流特性,单个孤立的附近建筑物已证明可以使顺风建筑物的负载增加两倍或更多倍,对于迎面而来的风的某些相对方向。真实建筑物所经历的真实情况可能是所有这些现象在各个方向上的某种组合。
污染扩散的风洞和数值模拟:一种混合方法 1. 介绍.....................................................................................................................................................................1 1.1 流体建模.....................................................................................................................................................2 1.2 计算建模......................................................................................................................................................2 1.3 混合建模......................................................................................................................................................3 2. 空气污染空气动力学的里程碑....................................................................................................................4 2.1 流体建模的应用年表....................................................................................................................5 2.2 计算流体动力学的应用年表....................................................................................................................7 3. 相似性和流体建模概念....................................................................................................................9 3.1 烟囱羽流建模.....................................................................................................................................15 3.2 与烟囱相互作用的烟囱羽流建模....................................................................................................................1结构.................................