风洞是能人工产生和控制气流,以模拟飞行器或物体四周气体的流动,并可量度气流对物体的作用以及看察物理现象的一种管道状实验设备,它是进行空气动力实验最常用、最有效的工具。风洞实验是飞行器研制工作中的一个不可缺少的组成部分。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用,随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用和环境保护等部门中也得到越来越广泛的使用。
用风洞作实验的依据是运动的相对性原理。实验时,常将模型或实物固定在风洞内,使气体流过模型。这种方法,流动条件轻易控制,可重复地、经济地取得实验数据。为使实验结果正确,实验时的流动必须与实际流动状态相似,即必须满足相似律的要求。但由于风洞尺寸和动力的限制,在一个风洞中同时模拟所有的相似参数是很困难的,通常是按所要研究的课题,抉择一些影响最大的参数进行模拟。
此外,风洞实验段的流场品行,如气流速度分布均匀度、平均气流方向偏离风洞轴线的大小、沿风洞轴线方向的压力梯度、截面温度分布的均匀度、气流的湍流度和噪声级等必须符合一定的标准,并定期进行检查测定。
风洞是飞行器研制中必不可少的设备,风洞的规模和完美往往反映航空航天科学技术的发展水平。
风洞主要使用于航空航天领域,比如飞行器、航天器、航空发动机、各型导弹、返回式卫星及载人飞船、降落伞等,另外还有用于汽车设计的汽车风洞。
风洞是可以产生各种速度的气流、并可测量流速和被试物受力情况的实验装置。有开放式风洞(一端为气流进口、另一端为气流出口,中间为实验段);有封闭式风洞(环型,气流循环使用,中间为实验段)。按气流速度划分,又分为超音速风洞、亚音速风洞(或称高速风洞、低速风洞)。
利用气体介质产生工况的称风洞;相应的,利用水介质产生工况的称水洞。水洞主要用于潜艇、船舶、舰船用的螺旋浆的实验。
凡在空中飞的、路上跑的、水上水中行的产品,在设计研制中都要进行风洞(或水洞)实验。最主要的是优化外形设计,使其在保证功能的前提下阻力最小。
其次是考验产品强度、弹性设计。
在空间科研、交通运输(飞机、船舶、火车、汽车)、国防(武器研制)、工农业(输送管道、强风设施)、气象等领域,风洞(或水洞)有着广泛的使用。
为满足一些特殊环境要求,如空气电离、高温气流等,其风洞属于特殊类型了。
实物1:1的实验,多为低速风洞实验。一般多为缩比模型实验。
要将实验设计无量纲化,实验后将缩比模型实验结果还原到被试实物的情况。
简单的说,
依据运动的相对性原理,将飞行器的模型或实物固定在地面人工环境中,人为制造气流流过,以此模拟空中各种复杂的飞行状态。
风洞实验是飞行器及所有可以在空气中运行的装置(飞机、火箭、滑翔机等、汽车、火车等)的模拟实验场,为了得到各种飞行器几装置的各种流体力学参数,在风洞中,先把飞行器固定,在各要害部位设置各种传感器(主要测试压强、压力、速度),然后启动大功率风机,产生气流,模拟飞行器等装置在空中的飞行或运行环境(只不过在实际飞行中,是飞行器或装置运动),这样可以根据摘集到的数据作为设计飞行器或装置的依据。摘用风洞的最大好处是,危急性小且可反复使用(若飞行器上天摘集数据则危急很大哦)。
我的解释不是很专业,假如需要很专业的,请参考: