《流体力学试验技术》
课程设计
班级：0109108 学号：010910811 姓名：周士杰 指导教师：史志伟
南京航空航天大学空气动力学系
2012年12月
一、目的要求
综合运用所学课程知识，完成简化了的低速风洞气动外型概念设计，达到培养和提高独立完成设计工作的能力。
二、完成设计任务的条件
（1）风洞试验段要求：闭口 （2）实验段进口截面形状：矩形 （3）实验段进口截面尺寸：2.5mX3.0m （4）试验段进口截面最大风速：100m/s （5）收缩段的收缩比：7
三、完成的任务
（1）低速风洞设计图纸绘制 （2）设计说明书
（3）风洞设计、研制与实验技术研究方面的综述报告
四、完成时间
2012年12月24日~2013年1月4日
五、参考文献
《风洞设计原理》、《低速风洞实验》：查找风洞实验技术相关文献资料。
指导老师：史志伟
一、 实验段
① 为了使模型处于实验段的均匀流场之中，模型头部至实验段入口应保持一定的距离，以l1表示。l1的大小视实验段入口流场的均匀程度而定。如实验段直径为D0，则l1大致为0.25~0.50D0。因为后面我们会采用较多层的紊流网，故此处不用取得太大，选择l1?0.35D0。
② 模型的长度为l2表示，大约在0.75~1.25D0之间，各类飞机的模型是不相同的。为了使风洞尽量满足一洞多用，取l2足够长选择l2?1.25D0。
③ 模型尾部至扩压段进口也应保持一定距离，以l3表示，一方面是保证模型的尾流不过多影响扩压段的工作效率，另一方面也不使扩压段的流动影响模型尾部。这个距离大约为0.75~1.25D0。选择l3?0.8D0
④ 所以L?l1?l2?l3?2.4D0?6.55m，满足统计数据中，主要实验低速飞机L?2.0~2.5D0的情况。其中D0为水力直径。
D0?4S C⑤ 由于本组的风洞实验段截面为矩形形状，而对于矩形实验段，可以采用的一种解决附面层影响的方法就是沿轴线逐渐减小切面的截角。此处我们参考NH-2风洞模型。这样做使位流截面保持不变，可以消除纵向静压梯度。
二、 收缩段
① 任务要求收缩比为7（即进口面积与出口面积之比）
② 收缩段长度一般可采用进口直径的0.5~1.0倍。因为收缩比越大，长度与进口直径的比值越小。这样能减短扩压段长度，减少资金耗费。因为收缩比为7较大，选择收缩段长度为0.6倍进口直径L?0.6?7?D0?4.3m
③ 收缩段的在接近出口部分曲线应该比较平缓，以利于稳定气流。进口处的曲线应与稳定段保持连续。因为任务要求为矩形，选择在收缩段四角做成圆弧，防止气流分离。其收缩曲线方程如下：
R?R2?3x? 2?1?2????R2?a?1??1??????32R???1???x??1??2?a??22三、 稳定段
① 对于小收缩比的风洞，如收缩比小于5，稳定段长度为直径的1.0~1.5倍；对于大收缩比风洞，如收缩比大于5，则长度为直径的0.5~1.0倍。稳定段长度引起的损失只占风洞总损失很小的一部分，所以经常使稳定段长度长一些，用以协调动力段和回流段的长度要求。又因为目前收缩比较大的风洞一般为7~10，参考大收缩比风洞稳定段长度，综合选定其长度为直径的0.8倍。L?0.8?7?D0?5.8m
相关推荐：
loading