关于风洞介绍

[拼音]：fengdong

[外文]：wind tunnel

研究物体的空气动力特性的主要实验设备之一。主要用途是：模拟飞机、炮d、导d和降落伞等物体在空气中运动时的受力情况；研究风对建筑物、桥梁等的作用；观察、测量流体运动的情况；检验理论分析的假设、前提；核实理论计算结果等。

英国人H.菲利普斯于1885年首先在第一个风洞中做了实验，从此各国相继建立了很多风洞，它们对19世纪末期和20世纪初期制造成滑翔机和飞机起了很大作用。

风洞是一个具有足够大直径的管道系统。用风扇或其他方法在管内的试验段中形成对时间和空间都很均匀的、雷诺数和马赫数都合乎要求的气流。将飞行器的模型固定在试验段里，使风洞试验段里的气流和模型之间产生相对运动，就能模拟出飞行器在空中飞行的状况。早期最简单的风洞如图所示。

电机带动风扇把空气从左端吸入风洞内，进入风洞的气流一般是不够均匀的，所以要加上收缩段，以便使试验段的气流在时间和空间上都趋于均匀的。

风洞的主要技术指标是：试验段（或称工作段）里气流速度的均匀性、雷诺数、马赫数、湍流度等。飞行器正式使用时雷诺数常常达到300万以上甚至更高，因此，工作段的直径必须要有好几米，风速也要适当的高。

根据风洞在试验过程中所能达到的马赫数值的不同可分为：低速、跨声速、超声速、高超声速等不同类型的风洞。目前世界上的风洞数量很多，类型不一，其中最难做好的是跨声速风洞，因为在这种风洞中一旦放入模型，就会在模型上产生几乎垂直于风洞中沿轴向流动的气流的强烈扰动，有时甚至会产生激波。这种扰动或激波遇到风洞壁面会引起复杂的效应，称为洞壁干扰。这种效应会使风洞内气流严重的偏离试验的要求。近30年来，随着技术的发展和经验的积累，特别是电子计算机和自动控制的发展，跨声速风洞在减少洞壁干扰方面有了很大进展。跨声速风洞对设计大型客机、运输机、巡航导d和航空发动机都极为重要。

参考书目

1. L. Howarth， Modern Developments in Fluid Dynamics，High Speed Flow， Clarendon Press，Oxford，1953.