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汽车风洞非均匀声场偏移导致纯音幅值变化

同济大学学报（自然科学版） 2022年第6期50卷 915-920页

作者：沈哲杨志刚彭里奇王勇汽车噪声振动和安全技术国家重点实验室重庆401122 同济大学机械工程博士后流动站上海201804 同济大学上海地面交通工具风洞中心上海201804 北京民用飞机技术研究中心北京102211

从非均匀声场偏移角度研究汽车风洞流场外测量得到纯音信号声幅值伴随风速大幅变化的机理。以汽车表面可控声源为试验研究对象进行风洞试验,通过传声器获得不同风速下纯音声压级波动幅度,并使用传声器阵列观察到声场的非均匀分布。基于... 详细信息

从非均匀声场偏移角度研究汽车风洞流场外测量得到纯音信号声幅值伴随风速大幅变化的机理。以汽车表面可控声源为试验研究对象进行风洞试验,通过传声器获得不同风速下纯音声压级波动幅度,并使用传声器阵列观察到声场的非均匀分布。基于点声源干涉理论模拟重构了非均匀声场,参数化分析了各个反射壁面影响。根据几何声学理论推导剪切层折射产生的声场偏移,较为准确地预测了不同试验风速下纯音幅值变化的趋势。结果证明干涉产生非均匀声场经剪切层折射后偏移是风洞纯音幅值波动的根本原因,使用该声场重构方法能有效减小误差。

关键词：车辆工程风洞声幅值声干涉声场偏移

一种风洞中单双目混合的机翼弯扭变形快速测量方法

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仪器仪表学报 2023年第6期44卷 236-243页

作者：龚春园呼煜超梁晋刘家乐祝家浚西安交通大学机械工程学院西安710049 西安交通大学工程国家重点实验室西安710049

风洞中飞机模型因承受高速气流冲击等影响,机翼产生动态弯曲和扭转变形,提出了一种单双目混合的快速测量方法,利用荧光标志点对风洞中机翼的弯曲和扭转变形进行测量。首先,提出工况下机翼弯扭变形的布局和计算方案;然后,根据风洞坐标系... 详细信息

风洞中飞机模型因承受高速气流冲击等影响,机翼产生动态弯曲和扭转变形,提出了一种单双目混合的快速测量方法,利用荧光标志点对风洞中机翼的弯曲和扭转变形进行测量。首先,提出工况下机翼弯扭变形的布局和计算方案;然后,根据风洞坐标系、飞机模型自身坐标系的关系,建立相机坐标系实现相机自标定;最后,根据已知Y轴向约束的机翼点构建单相机三维重建模型,再计算吹风状态下各截面弯曲和扭转量。通过建立一套专用的机翼变形动态测试系统布局方案,以飞机模型初始位姿作为约束,实现模型动态变形的快速检测,得到的扭转角平均误差为0.228°,可有效解决双目相机难以高帧率实时重建的问题,为优化机身设计参数提供数据支撑。

关键词：风洞弯扭变形单双目混合快速测量

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风洞板翅式热交换器气体流动特性试验

实验流体力学 2022年第1期36卷 69-76页

作者：赵波陈振华李为民陈吉明朱博温乾中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所绵阳621000

针对风洞板翅式热交换器,开展了其在风洞运行工况下气体流动特性的研究。对比了板翅式热交换器和椭圆翅片管热交换器的扰流和压损特性,利用试验研究了不同来流风速、不同上游扰流片角度等条件下热交换器下游湍流发展变化规律,开展了封... 详细信息

针对风洞板翅式热交换器,开展了其在风洞运行工况下气体流动特性的研究。对比了板翅式热交换器和椭圆翅片管热交换器的扰流和压损特性,利用试验研究了不同来流风速、不同上游扰流片角度等条件下热交换器下游湍流发展变化规律,开展了封条、模块拼接缝等特征结构对气流扰动的影响研究。研究结果表明:该型板翅式热交换器相比椭圆翅片管热交换器,其对气流扰动更小,相同换热工况下压力损失也大幅减小;板翅式热交换器具有较好的整流作用,其后的气流扰动主要由自身结构决定,与来流条件关系不大,其中厚度较大的结构对气流的扰动会传播更远,需要设计合理的整流方案以减小扰动。

关键词：风洞板翅式热交换器流动特性湍流强度试验研究

风力机叶片涂层风沙冲蚀磨损特性的风洞试验研究

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太阳能学报 2022年第6期43卷 196-203页

作者：李德顺梁恩培李银然赵煜徐梦飞余牧遥兰州理工大学能源与动力工程学院兰州730050 甘肃省风力机工程技术研究中心兰州730050 甘肃省流体机械及系统重点实验室兰州730050

传统的挟沙冲蚀试验台与风沙风洞难以构建均匀风沙流场,难以准确反映风力机叶片的风沙磨损特性。因此,在改造的风沙风洞中,通过对风力机叶片平板试样开展涂层冲蚀磨损试验,探究不同冲击速度、冲击角度及有效截面质量流率对风力机叶片涂... 详细信息

传统的挟沙冲蚀试验台与风沙风洞难以构建均匀风沙流场,难以准确反映风力机叶片的风沙磨损特性。因此,在改造的风沙风洞中,通过对风力机叶片平板试样开展涂层冲蚀磨损试验,探究不同冲击速度、冲击角度及有效截面质量流率对风力机叶片涂层材料冲蚀特性的影响规律。试验结果表明:有效颗粒质量流率一定时,在相同冲击速度与冲击时间内,磨损量在冲击角度约为30°时达到最大。小于30°时,磨损量随冲击角度的增大而快速增加,大于30°时磨损量随冲击角度的增大而逐渐降低;磨损量随冲击速度的增大而增大;磨损量随有效颗粒质量流率的增大而呈线性增大趋势;切削磨损量与总磨损量有相同趋势,冲击磨损量随着冲击角度的增大而逐渐增大。

关键词：风洞气固两相流风力机叶片涂层材料固体颗粒冲蚀冲击速度冲击角度

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大型风洞设备的数智化初步研究

实验流体力学 2022年第1期36卷 1-10页

作者：廖达雄孙运强吴静怡彭磊上海交通大学机械与动力工程学院上海200240 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所绵阳621000

数智化技术是大型风洞设备设计、建设与运行的重要内容和发展方向。对国内外大型风洞设计建设中的数字化、网络化和智能化技术研究现状进行了简要的梳理和总结;分析了当前大型风洞设备在设计建设过程中面临的数字化多学科协同设计、数... 详细信息

数智化技术是大型风洞设备设计、建设与运行的重要内容和发展方向。对国内外大型风洞设计建设中的数字化、网络化和智能化技术研究现状进行了简要的梳理和总结;分析了当前大型风洞设备在设计建设过程中面临的数字化多学科协同设计、数据分析管理、数据交互与融合、智能制造与装配、健康管理、智能机器人等数智化技术问题及其发展趋势;提出了构建数智化风洞系统的设计思路。

关键词：风洞数字化智能化网络化

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变密度平面叶栅风洞的设计与实现

实验流体力学 2022年第5期36卷 24-33页

作者：魏巍马护生周晓刚吴军强彭强任泽斌中国空气动力研究与发展中心空天技术研究所绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心绵阳621000 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所绵阳621000

为满足先进涡扇发动机对变雷诺数平面叶栅试验的需求,设计了亚/跨/超声速来流高效变换、雷诺数和马赫数独立调节、压气机和涡轮平面叶栅试验为一体、换热与冷却试验能力兼具的变密度平面叶栅风洞,提出了风洞的总体设计方案。文章详细介... 详细信息

为满足先进涡扇发动机对变雷诺数平面叶栅试验的需求,设计了亚/跨/超声速来流高效变换、雷诺数和马赫数独立调节、压气机和涡轮平面叶栅试验为一体、换热与冷却试验能力兼具的变密度平面叶栅风洞,提出了风洞的总体设计方案。文章详细介绍了风洞引射器、半柔壁喷管及试验舱等部件设计问题,分析了流场调试及典型叶栅试验结果。调试结果表明:采用的部件设计技术实现了变密度平面叶栅风洞的主要功能,试验雷诺数可低至3.1×105 m_(–1),具备开展低雷诺数平面叶栅试验的能力。风洞流场调试结果满足《低速风洞和高速风洞流场品质要求》(GJB 1179A—2012),为研究亚/跨/超声速压气机和涡轮叶栅低雷诺数流动问题提供了重要试验平台。

关键词：平面叶栅风洞叶轮机雷诺数马赫数

连续式跨声速风洞轴流压缩机气动设计与低噪声设计

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实验流体力学 2022年第1期36卷 27-36页

作者：龙炳祥刘宗政陈振华陈吉明雷鹏飞中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所绵阳621000

连续式跨声速风洞是采用轴流压缩机驱动的、可持续运行的变密度回流式风洞。一方面,此类风洞具有运行工况范围宽的典型特征,驱动风洞主回路气流的轴流压缩机需要具备在宽工况范围稳定高效运行的能力;另一方面,良好的风洞试验段动态流场... 详细信息

连续式跨声速风洞是采用轴流压缩机驱动的、可持续运行的变密度回流式风洞。一方面,此类风洞具有运行工况范围宽的典型特征,驱动风洞主回路气流的轴流压缩机需要具备在宽工况范围稳定高效运行的能力;另一方面,良好的风洞试验段动态流场品质要求轴流压缩机进出口气流噪声不高于140 dB。宽工况范围的高效稳定运行要求和低噪声设计要求给连续式跨声速风洞轴流压缩机的研制带来挑战。针对试验段马赫数为0.2~1.6的典型连续式跨声速风洞轴流压缩机研制,重点分析了连续式跨声速风洞压缩机的载荷特性;分析了以动静叶调节有效性、设计点选取、做功系数与流量系数选择、子午流道形式选择为核心内容的压缩机气动设计基本原则及轴流压缩机低噪声设计思想;给出并分析了相应的设计结果与试验测试结果。分析表明:当轴流压缩机反动度大于0.5时,动叶调节比静叶调节更有效,反之则静叶调节更有效;对于试验段马赫数为0.2~1.6的连续式跨声速风洞轴流压缩机设计而言,压缩机设计点宜选取在马赫数为1.4附近,设计点对应的流量系数和做功系数宜分别选取在0.6和0.25左右;采用等外径子午流道的形式可有效提升压缩机气动性能;合理选择压缩机级间距因子和压缩机动、静叶片数之比可有效抑制压缩机气动噪声。

关键词：风洞轴流压缩机气动设计低噪声设计

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风洞技术在冰雪项目中的应用

北京体育大学学报 2022年第8期45卷 106-116页

作者：李波沈梦徐金成胡齐洪平北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044 国家体育总局冬季运动管理中心北京100044 北京体育大学北京100084

风洞是体育风工程领域开展研究与应用的最主要装备,风洞技术被挪威、加拿大、德国、日本等国广泛应用于冰雪项目,是提高运动员运动表现的一种高效手段。风洞试验段的截面尺寸、可控风速是进行运动项目风洞测试与训练的关键参数,二七国... 详细信息

风洞是体育风工程领域开展研究与应用的最主要装备,风洞技术被挪威、加拿大、德国、日本等国广泛应用于冰雪项目,是提高运动员运动表现的一种高效手段。风洞试验段的截面尺寸、可控风速是进行运动项目风洞测试与训练的关键参数,二七国家冰雪运动训练科研基地体育综合风洞作为我国第一座体育风洞基地,其参数与冰雪运动相匹配。结合二七基地体育综合风洞及北京交通大学风洞实验室所开展的北京2022年冬奥会科技助力活动,从运动员风洞训练与测试、运动装备风阻测试、赛道赛时环境风评估等方面对风洞技术在冰雪运动中的应用进行了介绍,为在体育领域高效利用风洞技术提供参考。

关键词：风洞冰雪运动风阻力运动表现运动装备环境风

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卷积神经网络在风洞天平静态校准中的应用

空气动力学学报 2023年第3期41卷 25-32,I0001页

作者：汪运鹏聂少军王粤姜宗林中国科学院力学研究所高温气体动力学国家重点实验室北京100190 中国科学院大学工程科学学院北京100049

风洞天平是气动试验中用于测量作用在模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向和作用点的装置,测量结果的精准度与天平的静态校准性能直接相关,天平的静态校准是通过校测设备建立天平测量信号与所受气动载荷的映射关系。由于多分量... 详细信息

风洞天平是气动试验中用于测量作用在模型上的空气动力载荷(力与力矩)的大小、方向和作用点的装置,测量结果的精准度与天平的静态校准性能直接相关,天平的静态校准是通过校测设备建立天平测量信号与所受气动载荷的映射关系。由于多分量风洞天平的各个分量间存在相互干扰,并且通常二次干扰和组合干扰会出现非线性特性,采用线性拟合方法会产生一定的误差,使得风洞天平静态校准性能因受到数据处理方法(线性拟合)的局限而较难进一步提高。因此,为了进一步提升应变天平静态校准的性能,本文探索深度学习方法在风洞天平静态校准中的应用。利用中国科学院力学研究所风洞天平校准系统AiBCS,对六分量应变天平开展基于卷积神经网络的静态校准研究,采用深度学习训练模型代替传统风洞天平校准公式并获取更高性能指标。同时,对人工智能建模方法在天平静态校准中的适用条件、有效性及可靠性等方面进行了讨论和评估分析。数据结果显示:相较于传统的基于最小二乘多项式的拟合方法,卷积神经网络天平校准方法有效降低了天平各个分量间的载荷干扰,使校准结果的精准度得到了较大幅度的提升。

关键词：气动测量风洞应变天平静态校准深度学习卷积神经网络