1、1.相似理論 兩個同一類物理現象，如果在對應點上對應瞬時所有表征現象的相應物理量都保持各自的固定的比例關系（如果是向量還包括方向相同）則兩個現象相似。（1）幾何相似、運動相似和動力相似（2）相似準則 a. 壓縮性相似 ： 馬赫數相等， ma=v/c b. 粘性力相似： 雷諾數相等， re=（vl）/ c. 熱力相似： 普朗特數， pr=（cp）/, 比熱比, r=cp/cv d. 重力相似： 弗勞德數， e. 周期性運動相似: 斯特魯哈數 sr=l/（vt） aabb lgvfr 2.風洞流場建立的理論 一維流動理論（1）低速風洞的原理（2）高速風洞的原理2(1)dvdamava212pvc

2、va c 超音速風洞簡圖超音速風洞簡圖低速開口式回流風洞低速開口式回流風洞1.風洞（1）南理工低速風洞（hg-1號風洞）（2）南理工自由射流風洞 （hg-3號風洞）（3）南理工亞跨超音速風洞（hg-4號風洞）2.測力天平（1）應變式天平和機械式天平）應變式天平和機械式天平惠斯登電橋惠斯登電橋機械式天平機械式天平 應變式天平應變式天平（2） 應變式天平原理應變式天平原理 通過測量敏感元件-電阻應變片的輸出電壓來測量模型空氣動力的一種裝置（3）應變式天平的組成）應變式天平的組成 彈性元件、電阻應變片、測量電路、穩壓電源、信號調理放大器組成（4）電阻應變片）電阻應變片 是一種利用金屬或半導體材料受拉

3、伸或壓縮變形后電阻值可以發生變化的一種敏感元件。通常制成柵狀201422/llradldlddddralddrdddrddr rkrkr （5）應變天平的測量電橋電橋處于平衡時：當電橋阻值產生微小增量時：1324r rr r 312421234123431241141rrrrnuerrrrnue krrnrr g電阻應變片存在的問題：電阻應變片存在的問題：a.機械滯后：由于敏感柵、基底和粘合劑在承受機械應變以后滯留的殘余變形引起的。b.零漂：應變片內應力的變化，粘合劑和基底內部結構的變化引起的。c.應變片的電阻值不穩定：d.最大工作電流：電流比額定小很多時，不靈敏，電流太大會損壞。a.溫度效應

4、：溫度影響電阻值的大小，從而造成誤差。軸向力元件軸向力元件柱粱式組合元件柱粱式組合元件軸向力元件：軸向力元件： 作為軸向力的應變元件；作為軸向力的應變元件；柱粱式組合元件：柱粱式組合元件： 通過組合用來作為法向力、通過組合用來作為法向力、 側向力、俯仰力矩、側向力側向力、俯仰力矩、側向力 矩和滾轉力矩的應變元件矩和滾轉力矩的應變元件 。（6）應變式天平常見測量元件）應變式天平常見測量元件外式天平外式天平（7）應變式天平實物）應變式天平實物內式天平內式天平鉸鏈力矩天平半模天平半模天平天平和支架裝配在風洞中天平和支架裝配在風洞中1.風洞實驗的目的與要求； 任何一項實驗都必須十分明確該實驗的目的和要

5、求，這 是實驗設計的最基本的依據。2. 確定風洞實驗所必須模擬的相似參數； 根據實驗條件確定必須要模擬的相似參數，力求以最小的相似參數最大程度的反應出飛行器飛行中的流動現象。3.確定風洞實驗數據的精確度； 根據實驗的目的和要求，正確的選擇實驗數據的精確度。4.確定實驗方案； 根據實驗的目的和要求確定實驗所采用的方案和實驗技術。5. 選擇模型實驗的風洞； 要考慮：馬赫數、雷諾數、模型姿態角、風洞流場品質、實驗費、實驗數據的精度等。6.模型及其支架的設計與加工； 風洞實驗模型的設計和加工關系到實驗數據的質量。7.制定實驗大綱和實驗計劃； 實驗大綱和計劃的制定應能夠滿足實驗的目的和要求，滿足預定的實

6、驗精度，應該盡可能的節省，有實驗中出現問題的防范措施。8.實驗數據的預估和分析 對于每項實驗，必須預先知道數據的變化規律，大概的精度范圍，這樣才能掌控實驗。1.風洞實驗模型外形幾何相似 （1）根據相似準則，模型必須與實物做到幾何相似； （2）對于那些不能簡單模擬的部件，可以采用其它的一些辦 法進行補救模擬。2.模型的尺寸為了能真實的模擬繞飛行器的流動不會因為其它的干擾而受到影響，模型在風洞中不能太大；為了能真實的模擬飛行器的外形，使實驗的雷諾數更加接近飛行的雷諾數，模型要盡可能的大。要解決上述矛盾，必須對模型的尺寸做一些限制。（1）展向限制： 高速風洞：b/w0.6 低速風洞：b/w0.7 b 是機翼的展長，w是風洞實驗段的寬度（2）堵塞度限制： 低速風洞： 5%（含支撐） 亞跨聲速風洞： 1%（不包括支架） 超音速風洞： =k1-q()/ k=0.250.4, 為超音速正激波總壓恢復系數 為含模型的堵塞面積與風洞實驗段