书名 高速风洞试验数据修正与使用

书号 978-7-118-11734-9

作者 陈德华等

出版时间 2018年12月

译者

版次 1版1次

开本 16

装帧 平装

出版基金

页数 337

字数 401

中图分类 V211.74

丛书名

定价 108.00

本书介绍了风洞试验基础与原理，包括风洞试验数据精準度概念和影响因素，重点阐述了高速风洞试验的基本数据处理、洞壁干扰、支撑干扰、模型变形、静气动弹性、雷诺数及动力影响等修正技术，列举了部分高速风洞试验数据修正技术最新套用成果和部分飞行器风洞与飞行试验典型结果对比。本书可供从事高速风洞试验、空气动力学研究、航空航天飞行器研製的工程技术人员使用，也可供高等院校有关专业的师生参考。

第1章高速风洞试验原理与基础1

1.1风洞试验基础1

1.1.1空气动力学基本概念2

1.1.2热力学基础知识18

1.1.3空气动力学基本关係式21

1.1.4空气动力学基本方程23

1.2风洞试验原理26

1.2.1相似理论26

1.2.2相对性原理27

1.2.3高速风洞试验相似準则27

1.3坐标轴系32

1.3.1风洞试验常用坐标轴系32

1.3.2机体坐标轴系32

1.3.3气流坐标轴系33

1.3.4半机体坐标轴系34

1.3.5风洞坐标轴系34

1.3.6天平坐标轴系34

1.3.7坐标轴系转换35

1.4风洞设备概况35

1.4.1高速风洞发展概述35

1.4.2高速风洞的类型41

1.4.3高速风洞的构成44

1.4.4高速风洞动力系统47

1.4.5高速风洞控制系统47

1.4.6高速风洞测量系统49

参考文献52

第2章高速风洞流场校测与测力试验53

2.1高速风洞流场品质要求53

2.2高速风洞流场校测方法与数据处理方法58

2.2.1速度场校测58

2.2.2方向场校测方法60

2.2.3跨声速试验段透气壁削波特性测量60

2.2.4洞壁边界层测量61

2.2.5噪声测量62

2.2.6湍流度测量63

2.2.7气流不稳定度测定64

2.3流场品质主要影响因素与改善方法64

2.3.1影响流场均匀性主要因素与提高方法64

2.3.2影响气流湍流度主要因素与减小湍流度的方法65

2.3.3影响气流噪声主要因素与降噪措施66

2.3.4流场校测时对风洞参数的调整66

2.4高速风洞试验设计67

2.4.1概述67

2.4.2模型外形模拟67

2.4.3模型缩比及模型在风洞中的位置67

2.4.4模型强度与刚度68

2.4.5测力试验模型的结构与连线形式70

2.4.6模型支撑系统74

2.4.7高速风洞尾支撑测力试验75

2.4.8条带悬挂测力试验77

2.4.9模型表面边界层转捩方法77

参考文献78

第3章风洞试验精準度与基準试验数据80

3.1风洞试验误差80

3.1.1误差定义及其分类80

3.1.2误差传递函式及误差分配82

3.1.3风洞试验误差主要来源83

3.1.4风洞试验不确定度84

3.2风洞试验精度与影响因素84

3.2.1风洞试验精度基本要求84

3.2.2天平测量精度影响85

3.2.3迎角测控精度影响86

3.2.4马赫数控制精度影响86

3.2.5模型振动对精度影响86

3.3风洞试验準度及影响因素87

3.3.1风洞试验準度基本要求87

3.3.2模型尺度及模型加工质量88

3.3.3测试仪器系统误差88

3.3.4风洞试验準度影响因素89

3.4提高风洞试验数据精準度的方法89

3.4.1提高试验模拟参数90

3.4.2支撑系统最佳化90

3.4.3提高流场参数控制水平91

3.4.4提高模型姿态角测控水平91

3.4.5提高模型加工及装配质量92

3.4.6建立质量控制作业规範93

3.4.7建立标模试验体系93

3.4.8建立风洞试验数据修正方法95

3.5风洞试验基準数据95

3.5.1风洞原始数据处理96

3.5.2气流偏角影响修正98

3.5.3浮阻影响修正98

参考文献99

第4章洞壁干扰试验与修正方法100

4.1概述100

4.2风洞壁形式及其对试验数据的影响101

4.2.1低速实壁和开口边界101

4.2.2跨声速风洞透气壁的作用和发展102

4.2.3透气壁参数对试验数据的影响106

4.3常规试验的洞壁干扰修正方法107

4.3.1洞壁干扰的主要概念107

4.3.2经典映像法110

4.3.3涡格法114

4.3.4壁压信息法115

4.3.5非线性修正方法119

4.3.6主要试验机构採用的洞壁干扰修正方法119

4.3.7典型的洞壁干扰修正结果124

4.4洞壁边界条件的分析与测量127

4.4.1通用的均匀边界条件127

4.4.2确定洞壁透气参数的方法131

4.4.3透气流动的直接测量135

4.5几类特种试验的洞壁干扰问题138

4.5.1二元翼型试验138

4.5.2半模型试验141

4.5.3非定常试验146

4.5.4V/STOL试验148

4.6自适应壁技术151

参考文献155

第5章支撑干扰试验与修正方法159

5.1支撑干扰概述159

5.1.1模型构型与支撑干扰159

5.1.2试验马赫数与支撑干扰161

5.2支撑方式与干扰特点162

5.2.1尾支撑162

5.2.2叶片(腹)支撑166

5.2.3双支撑169

5.2.4侧壁支撑170

5.2.5条带/张线支撑171

5.2.6四种支撑方式综合对比173

5.2.7磁悬浮支撑174

5.3支撑干扰试验方法176

5.3.1两步法和三步法176

5.3.2影响尾支撑干扰试验结果的因素178

5.3.3支撑干扰试验数据可靠性分析181

5.4数值模拟方法183

5.4.1面元法183

5.4.2求解基于雷诺平均的N-S方程184

5.5工程估算方法189

5.6典型支撑干扰结果191

参考文献196

第6章模型变形影响试验与修正198

6.1VMD光学测量199

6.1.1VMD测量原理简述199

6.1.2VMD测量结果校核200

6.1.3超临界机翼上反变形量200

6.1.4超临界机翼扭转变形量202

6.2模型格线处理203

6.2.1格线变形方法203

6.2.2格线变形结果206

6.3弹性变形影响修正206

6.3.1变形影响量校核206

6.3.2变形影响修正量209

6.4典型宽体客机试验模型变形影响212

参考文献215

第7章雷诺数效应与修正方法217

7.1雷诺数效应物理本质及分类217

7.2风洞试验变雷诺数模拟技术途径219

7.3伪雷诺数效应影响因素220

7.3.1支撑干扰特性变化220

7.3.2洞壁干扰特性变化222

7.3.3流场特性变化222

7.3.4试验模型变形影响223

7.4雷诺数效应修正223

7.4.1基于相似参数的激波诱导分离雷诺数外插技术223

7.4.2基于FL-26风洞的雷诺数影响试验修正229

7.4.3基于CFD和EFD相关性的雷诺数影响预测232

7.4.4几种雷诺数影响预测方法的讨论235

7.5雷诺数影响预测方法套用236

7.5.1CFD和EFD结果相关性236

7.5.2雷诺数影响分析238

7.5.3高雷诺数空气动力特性预测241

参考文献243

第8章静气动弹性试验与修正方法244

8.1静气动弹性问题概述244

8.2静气动弹性试验相似準则247

8.2.1结构动力学相似準则247

8.2.2静气动弹性风洞试验相似準则250

8.3静气动弹性模型设计251

8.3.1模型设计流程251

8.3.2模型比例尺计算及设计难点分析252

8.3.3模型结构布局设计253

8.3.4模型结构刚度/尺寸最佳化设计255

8.4静气动弹性风洞试验257

8.4.1静气动弹性半模测力试验技术258

8.4.2静气动弹性试验模型变形视频测量技术260

8.4.3静气动弹性试验模型防护技术262

8.5静气动弹性影响修正263

8.5.1K值法与增量法的定义及对比分析264

8.5.2基于气动力静导数/係数的修正分析265

8.5.3静气动弹性影响修正方法267

参考文献268

第9章动力模拟试验与修正方法270

9.1动力影响问题270

9.2动力影响模拟试验技术271

9.2.1通气测力试验技术271

9.2.2喷流试验技术276

9.2.3带动力模拟试验技术283

9.3典型动力影响试验结果287

9.3.1通气模型典型试验结果与分析287

9.3.2典型喷流试验与结果291

9.3.3运输类飞机动力影响试验结果297

参考文献297

第10章风洞试验数据与飞行相关性分析298

10.1气动—推进系统划分体系298

10.1.1划分原则298

10.1.2推力修正体系300

10.1.3气动数据修正体系304

10.2小展弦比飞机风洞与飞行试验数据的比较307

10.2.1风洞与飞行的相关状态307

10.2.2小展弦比飞机极曲线相关性307

10.2.3零升阻力係数相关性308

10.2.4平衡升致阻力因子310

10.3某民用运输机风洞试验基準数据修正311

10.3.1基本数据处理312

10.3.2平均气流偏角修正312

10.3.3支撑干扰修正312

10.3.4洞壁干扰修正315

10.3.5模型变形影响修正317

10.3.6浮阻影响修正318

10.3.7风洞试验基準数据319

10.4风洞特种试验数据与飞行试验数据的比较321

10.4.1铰链力矩321

10.4.2减速板空气动力特性321

10.4.3进气道性能322

10.4.4外挂物空气动力特性323

10.4.5抖振边界325

参考文献326

第11章风洞试验数据修正技术发展趋势328

11.1高保真度物理模拟的风洞试验技术328

11.1.1低温高雷诺数试验技术328

11.1.2磁悬浮天平技术330

11.1.3精细化洞壁干扰修正技术330

11.2风洞试验与CFD一体化技术331

11.2.1基于CFD风洞数据修正技术331

11.2.2基于风洞数据的CFD改进技术331

11.2.3数字/模拟混合风洞技术335

11.3资料库和智慧型系统技术336

11.3.1资料库技术336

11.3.2智慧型系统336

参考文献337"