胡丹梅, 陈云浩, 张开华, 张智伟

(1.上海电力大学, 上海 200090; 2.上海绿色环保能源有限公司, 上海 200433)

风洞实验室是以人工的方式产生并且控制气流,模拟飞行器或实体周围气体的流动情况,用来量度气流对实体的作用效果以及观察物理现象的一种管道状实验设备。这也是进行空气动力实验最常用、最有效的工具之一。大型风洞试验设备被视为国家的战略资源。由于建设风洞的目的就是要在风洞的试验段获得均匀、可控制的试验气流,满足模型气动力试验的要求,因此必须对流场静态和动态品质进行鉴定[1]。根据流速的范围分类,马赫数小于0.3的风洞称为低速风洞;马赫数在0.3～ 0.8范围内的风洞称为亚音速风洞;马赫数在 0.8～1.2范围内的风洞称为跨音速风洞;马赫数在1.2～5.0范围内的风洞称为超音速风洞;马赫数大于或等于5.0的风洞称为高超音速风洞[2]。低速回流式风洞广泛用于风速测量仪表的检测。风洞的流速下限能力、流场稳定性和均匀性以及紊流度是风洞重要的性能指标[3]。随着我国飞行器技术的迅速发展,研究人员对风洞的设计精度要求也越趋严格。因此,准确测量风洞的速度偏差度对低速回流式风洞研究至关重要[4]。

国外对风洞的研究较早。早在20世纪30年代前后,随着早期螺旋桨飞机的发展,为了研究飞行遇到的空气动力问题,发达国家开始建造大型低速风洞[5]。如美国建设了18.288 m×9.144 m的全尺寸风洞。ROBERT P J等人[6]在1995年第6届国际航空航天飞机和高超音速技术会议上提出两种乘波飞行器的低速风洞测试报告,分别从升力系数、阻力系数、升阻比、俯仰力以及稳定性方面对两种模型进行了比较。……