0155 全尺寸風洞實驗(第2/4 頁)

處理中，採用相關濾波、總體平均等方法。

配備能進行快速傅立葉變換的動態分析裝置，可以明顯提高動態實驗的能力，實現實時分析。

流態觀察實驗，藉助物理和化學的手段使風洞中無色透明的氣流成為可見氣流的實驗方法。

利用這種技術能夠用肉眼或其他輔助手段直接觀察到氣體流動的物理影象，從而加深對氣體流動機理的瞭解並及時發現氣體流動中存在的問題。

還可以用觀察的結果驗證一些理論、假說並幫助建立複雜流動問題的數學模型。這種技術是空氣動力實驗的一種基該方法。

自然界中存在著許多能顯示流體流動的現象。

水面飄浮物體的運動往往表明水流方向；生火時產生的煙則顯示了熱空氣上升和擴散的圖形。

在實驗室內用流態顯示技術進行科學研究始於19世紀末。

1883年o雷諾把一股染色水引入管流中，根據染色水是色彩清晰的規則流動還是紊亂流動來判別管中流動是層流還是湍流。

1893年，l馬赫在風洞中用絲線和煙流觀察了氣流繞垂直安放的一塊平板流動的情況。

隨著風洞的發展和科學技術的進步，流態觀察方法也越來越多。

風洞中流態觀察方法大致為分兩類：第一類是示蹤方法；第二類是光學方法。

風洞實驗既然是一種模擬實驗，不可能完全準確。

概括地說，風洞實驗固有的模擬不足主要有以下三個方面。

與此同時，相應也發展了許多克服這些不足或修正其影響的方法。

邊界效應或邊界干擾。

真實飛行時，靜止大氣是無邊界的。而在風洞中，氣流是有邊界的，邊界的存在限制了邊界

附近的流線彎曲，使風洞流場有別於真實飛行的流場。

其影響統稱為邊界效應或邊界干擾。克服的方法是儘量把風洞試驗段做得大一些（風洞總尺寸也相應增大），並限制或縮小模型尺度，減小邊界干擾的影響。

但這將導致風洞造價和驅動功率的大幅度增加，而模型尺度太小會便雷諾數變小。

近年來發展起一種稱為“自修正風洞“的技術。

風洞試驗段壁面做成彈性和可調的。

試驗過程中，利用計算機，粗略而快速地計算相當於壁面處流線應有的真實形狀，使試驗段壁面與之逼近，從而基本上消除邊界干擾。

支架干擾。

風洞實驗中，需要用支架把模型支撐在氣流中。

支架的存在，產生對模型流場的干擾，稱為支架干擾。

雖然可以透過試驗方法修正支架的影響，但很難修正乾淨。

近來，正發展起一種稱為“磁懸模型“的技術。

在試驗段內產生一可控的磁場，透過磁力使模型懸浮在氣流中。

不能滿足的影響

風洞實驗的理論基礎是相似原理。相似原理要求風洞流場與真實飛行流場之間滿足所有的相似準則，或兩個流場對應的所有相似準則數相等。風洞試驗很難完全滿足。

最常見的主要相似準則不滿足是亞跨聲速風洞的雷諾數不夠。以天音737飛機為例，它在巡航高度（9000上，以巡航速度（927kh）飛行，雷諾數為24107，而在3米亞聲速風洞中以風速100s試驗，雷諾數僅約為14106，兩者相距甚遠。

提高風洞雷諾數的方法主要有：

增大模型和風洞的尺度，其代價同樣是風洞造價和風洞驅動功率都將大幅度增加。

如上文所說天星國的全尺寸風洞。

增大空氣密度或壓力。

已出現