湍流球法：评估风洞流量质量

资料来源：加州圣地亚哥州立大学航空航天工程系何塞·罗伯托·莫尔托和刘晓峰

风洞测试在设计在使用过程中受到气流影响的车辆和结构方面非常有用。风洞数据是通过将受控气流应用于所研究对象的模型而生成的。测试模型通常具有类似的几何形状，但与全尺寸对象相比，其比例较小。为了确保在低速风洞测试期间收集准确和有用的数据，在测试模型上的隧道流量场与全尺寸物体上的实际流量场之间必须有一个动态相似性。

在本演示中，将分析具有明确流特性的平滑球体的风洞流量。由于球体具有明确的流动特性，因此可以确定风洞的湍流因子，该因子将有效雷诺数与测试雷诺数相关联，以及风洞的自由流湍流强度。

1. 风洞中湍流球的准备

将风洞皮托管连接到压力扫描仪上的端口#1，并将静态压力端口连接到压力扫描仪上的端口#2。
锁定外部平衡。
将球体支柱固定到风洞内的平衡支架上。
安装直径为 6 的球体。
将前沿压力水龙头连接到压力扫描器上的端口#3，并将四个尾部压力水龙头连接到压力扫描仪上的端口#4。
将供气管连接到压力调节器，并将...

对于每个球体，测量了停滞压力和尾部端口处的压力。这两个值之间的差异给出了压力差，μP。还测量了测试部分的总压力、P_t和静态压力P，用于确定测试动态压力、q = P_t - P_s和归一化压力。还记录环境气压、P_amb和气流温度，以计...

湍流球用于确定风洞湍流因子和估计湍流强度。这是评估风洞流量质量的非常有用的方法，因为它简单而高效。该方法不直接测量风速和速度波动，如热线风速计或粒子图像速度测定法，不能对风洞的流质量进行完整的测量。然而，一个完整的调查是非常繁琐和昂贵的，所以它不适合定期检查风洞湍流强度。

可以定期检查湍流系数，例如对风洞进行细微修改后，以测量流量?...

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