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Turbulence Sphere-Methode: Bewertung der Strömungsqualität im Windkanal

Überblick

Quelle: Jose Roberto Moreto und Xiaofeng Liu, Department of Aerospace Engineering, San Diego State University, San Diego, CA

Windkanaltests sind nützlich bei der Konstruktion von Fahrzeugen und Bauwerken, die während ihres Einsatzes dem Luftstrom ausgesetzt sind. Windkanaldaten werden generiert, indem ein kontrollierter Luftstrom auf ein Modell des untersuchten Objekts angewendet wird. Das Testmodell hat in der Regel eine ähnliche Geometrie, ist aber im Vergleich zum Objekt in voller Größe kleiner. Um sicherzustellen, dass bei Tests von Windkanaltests mit niedriger Geschwindigkeit genaue und nützliche Daten gesammelt werden, muss eine dynamische Ähnlichkeit der Reynolds-Zahl zwischen dem Tunnelflussfeld über dem Testmodell und dem tatsächlichen Strömungsfeld über dem Objekt in voller Größe bestehen.

In dieser Demonstration wird der Windkanalfluss über eine glatte Kugel mit genau definierten Strömungseigenschaften analysiert. Da die Kugel über gut definierte Strömungseigenschaften verfügt, kann der Turbulenzfaktor für den Windkanal, der die effektive Reynolds-Zahl mit der Test-Reynolds-Zahl korreliert, sowie die Freistrom-Turbulenzintensität des Windkanals bestimmt werden.

Verfahren

1. Vorbereitung der Turbulenzkugel im Windkanal

  1. Schließen Sie das Windkanal-Pitotrohr an den Anschluss #1 am Druckscanner an, und schließen Sie den statischen Druckanschluss an #2 am Druckscanner an.
  2. Externe Waage sperren.
  3. Fixieren Sie die Kugelstrebe an der Balance-Unterstützung innerhalb des Windkanals.
  4. Installieren Sie die Kugel mit 6 Im Durchmesser.
  5. Schließen Sie den Druckhahn an, um #3 am Druckscanner zu portieren, und schließen Sie die vier Achter-D

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Ergebnisse

Für jede Kugel wurden der Stagnationsdruck und der Druck an den Hintern gemessen. Die Differenz zwischen diesen beiden Werten ergibt die Druckdifferenz,P. Der Gesamtdruck, Ptund statischer Druck, P s , des Prüfabschnitts wurden ebenfalls gemessen, die zur Bestimmung des Prüfdynamikdrucks, q = Pt - Psund des normalisierten Druck

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Anwendung und Zusammenfassung

Turbulenzkugeln werden verwendet, um den Turbulenzfaktor des Windkanals zu bestimmen und die Turbulenzintensität zu schätzen. Dies ist eine sehr nützliche Methode, um eine Windkanal-Flussqualität zu bewerten, da sie einfach und effizient ist. Diese Methode misst nicht direkt die Luftgeschwindigkeit und Geschwindigkeitsschwankungen, wie Hotwire-Anemometrie oder Partikelbild-Velocimetrie, und es kann keine vollständige Übersicht über die Fließqualität des Windkanals liefern. Eine vollständige Erhebung ist jedoch ...

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Referenzen
  1. Barlow, Rae and Pope. Low speed wind tunnel testing, John Wiley & Sons, 1999.
  2. Crawford T.L. and Dobosy R.J. Boundary-Layer Meteorol. 1992. 59; 257-78.
  3. Eckman R.M., Dobosy R.J., Auble D.L., Strong T.W., and Crawford T.L. J. Atmos. Ocean. Technol. 2007; 24; 994-1007.
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Preparation of Wind Tunnel

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Turbulence Measurements at Varying Air Speeds

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