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作者:kg lee
下圖:寶馬實車風(fēng)洞試驗段:
下圖:動力段風(fēng)扇
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下圖:風(fēng)洞整體圖
下圖:風(fēng)洞實驗室內(nèi)外景
下圖:實驗現(xiàn)場圖(分別是側(cè)偏6度,0度,15度的情況)
氣動力天平是用來測量模型的氣動力和力矩的測量儀器。圖示天平為六分量應(yīng)變式汽車專用天平,可以用來測量 汽車的阻力、升力、側(cè)力、橫擺力矩、側(cè)傾力矩和俯仰力矩。這個是最基本的測量,一般的企業(yè)做這個測量可以驗證CFD仿真的準(zhǔn)確性。
下圖:六分量天平
下圖:六分量具體內(nèi)容
(2)、地面抽吸設(shè)備
汽車模擬風(fēng)洞對模擬地面的邊界層具有較高的要求,其地面厚度不應(yīng)超過地面間隙的1%~8%。否則將影響試驗結(jié)果。地面效應(yīng)模擬使由于氣流相對于地板運動而產(chǎn)生的附面層盡量的小。模擬地面效應(yīng)一可以采用以下幾種方法:
流場顯示試驗,主要用于觀測車輛內(nèi)外的空氣流動、車身表面的塵土污染以及車窗上的水滴流動等現(xiàn)象。流場定量測量可以測得流場中待測點的流場數(shù)值(一般為與速度有關(guān)的數(shù)值),主要用于分析流場特性,如汽車尾部流場特性等。目前,流場顯示試驗常用的方法有絲帶法、煙流法、油膜法,粒子圖像測速法(PIV)等。
①、絲帶法
絲帶法是用于觀察表面流場的常用方法。通過觀察粘貼在模型表面上的絲帶的運動狀況來確定模型表面的流譜。通過長飄綢帶來顯示連續(xù)的氣流流況。
絲帶的飄動方向和范圍即為模型表面該點處的氣流速度和方向變動范圍。通常選用輕柔的綢帶和細小的絲線。絲帶的長度和間距根據(jù)模型部位和流場的復(fù)雜情況等確定,長度一般在50-100 mm之間,間距一般在5-10 mm之間。在流場較復(fù)雜的部位,如前側(cè)窗附近,采用較短的絲線,間距也較小些。反之,在一些結(jié)構(gòu)變化較小、流動較簡單的表面上布置的絲帶較長,間距也較大。絲帶法絲帶法簡單易行,各點流態(tài)清晰可見。但因絲帶本身的重量和慣性,與真實的流態(tài)略有差異。
②、煙流法
煙流法顯示周圍的氣流流場以及模型表面的分離流和尾部渦流等。試驗時,煙流發(fā)生器產(chǎn)生煙,并由梳狀管排出煙絲。煙流試驗風(fēng)速通常選擇在10-20 m/s之間。
③、油膜法
油膜法主要用于汽車表面污染的研究,是將混有一定顏色的不易揮發(fā)、粘度較大的油液均勻地噴涂在模型或汽車表面。根據(jù)模型表面的油膜上的風(fēng)紋可看出氣流的方向和流速大小。油的常用原料是液體石蠟、油酸和氧化鈦、氧化欽、氧化鋁或石墨按一定重量比的混合物。使用油膜法可使表面流譜圖像一目了然,并可在風(fēng)洞停止吹風(fēng)后一段時間內(nèi)保持其表面流譜。但是需長時間吹風(fēng),油易流淌,模型及風(fēng)洞易臟。
PIV(Particle Image Velocimetry),即粒子圖像測速法,是一種瞬態(tài)、多點、無接觸式的流體力學(xué)測速方法。PIV技術(shù)的特點是超出了單點測速技術(shù)(如LDV)的局限性,在同一瞬態(tài)記錄下大量空間點上的速度分布信息,并可提供豐富的流場空間結(jié)構(gòu)以及流動特性。
PIV基本原理:在流場中撒布大量示蹤粒子跟隨流場運動,把激光束經(jīng)過組合透鏡擴束成片光照明流場,使用數(shù)字相機拍攝流場照片,得到的前后兩幀粒子圖像,對圖像中的粒子圖像進行互相關(guān)計算得到流場一個切面內(nèi)定量的速度分布,進一步處理可得流場渦量、流線以及等速度線等流場特性參數(shù)分布。
PIV示意圖:
PIV系統(tǒng)組成:
下圖:部分組件圖
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