La prueba de túnel de viento en mecánica de fluidos se refiere a un método de experimento aerodinámico en el que se coloca un modelo de aeronave u otro objeto en un túnel de viento para estudiar el flujo de gas y su interacción con el modelo para comprender las características aerodinámicas de la aeronave u otros objetos reales. ;

Clasificación de prueba

Los experimentos aerodinámicos se dividen en dos categorías: experimentos físicos y experimentos modelo. Los experimentos físicos, como los experimentos de vuelo de aeronaves y los experimentos de lanzamiento de misiles en vivo, no causarán problemas de distorsión de simulación, como modelos y entornos, y siempre han sido el medio definitivo para identificar el rendimiento aerodinámico de las aeronaves y calibrar otros resultados experimentales. Tales experimentos son costosos y difíciles de controlar. , y es imposible de llevar a cabo en la etapa inicial de desarrollo del producto, por lo que los experimentos aerodinámicos son generalmente experimentos modelo de varios dedos. Los experimentos aerodinámicos se pueden dividir en 3 categorías según la forma en que el aire (u otro gas) y el modelo (u objeto real) producen un movimiento relativo: 1. El aire se mueve y el modelo no se mueve, como en los experimentos de túnel de viento. . ②El aire está quieto y el objeto o modelo se está moviendo, como el experimento de vuelo, el experimento de vuelo libre en modelo (experimento con un modelo de avión motorizado o sin motor que vuela en el aire), el experimento del trineo de cohetes (llevado por un trineo propulsado por cohetes que viaja a alta velocidad en el modelo de pista para el experimento), experimento de brazo (la máquina de brazo lleva el modelo para girar y realizar experimentos), etc. ③ Tanto el aire como el modelo se están moviendo, como el experimento de vuelo libre en el túnel de viento (el el experimento se lleva a cabo en relación con el modelo de proyección de flujo de aire del túnel de viento), y el experimento de giro (el modelo se coloca en la corriente ascendente del túnel de viento del ciclón de cola, y el experimento se lleva a cabo para que entre en el estado de giro) Espere. Al realizar experimentos con modelos, se debe asegurar la similitud entre el campo de flujo del modelo y el campo de flujo real, es decir, además de garantizar que el modelo es geométricamente similar al objeto real, los criterios de similitud relacionados con los dos campos de flujo, como el número de Reynolds, el número de Mach, el número general de Ronte, etc., corresponden a los mismos (ver Criterios de similitud de hidrodinámica).

De hecho, bajo las condiciones de los experimentos de modelos generales (como los experimentos de túnel de viento), es difícil garantizar que todos estos criterios de similitud sean iguales, y los principales criterios de similitud solo pueden igualarse o alcanzar el rango de autocalibración de acuerdo con circunstancias específicas. Por ejemplo, los experimentos que involucren viscosidad o resistencia deben tener números de Reynolds iguales; para experimentos que involucran flujo comprimible, los números de Mach deben ser iguales, y así sucesivamente. El error experimental causado por la igualdad de los criterios de similitud, que deben cumplirse pero no cumplirse, a veces puede eliminarse mediante la corrección de datos, como la corrección del número de Reynolds. También se debe corregir la perturbación del campo de flujo por las paredes de la cueva y los soportes del modelo. Los experimentos aerodinámicos miden principalmente los parámetros del flujo de aire, observan los fenómenos y estados del flujo y determinan las fuerzas aerodinámicas que actúan sobre el modelo. Los resultados experimentales generalmente se organizan en números de similitud adimensionales para generalizar del modelo a la realidad.

Los túneles de viento se conocen generalmente como pruebas de túnel de viento. En pocas palabras, de acuerdo con el principio de la relatividad del movimiento, el modelo u objeto de la aeronave se fija en el entorno artificial en tierra y el flujo de aire se crea artificialmente para simular varios estados de vuelo complejos en el aire y obtener datos de prueba. Este es el "canal verde" para el desarrollo y producción de aviones, misiles y cohetes modernos. En pocas palabras, un túnel de viento es crear artificialmente un "cielo" en el suelo. En cuanto a por qué los túneles de viento de nuestro país se construyen en lo profundo de las montañas, se debe a razones históricas.
En la prueba del túnel de viento, cuando la fuerza aerodinámica del modelo medida por la balanza se convierte al sistema de coordenadas del flujo de aire, se introducirá el error del coeficiente aerodinámico del modelo debido al error de la medición del ángulo de ataque del modelo, y este error puede explicar el coeficiente aerodinámico total bajo algunas condiciones. 25% del error. Por lo tanto, la tecnología de medición precisa del ángulo de ataque es la base para obtener datos de prueba de características aerodinámicas de alta precisión. El índice avanzado de precisión de datos de prueba en túnel de viento requiere que el error del coeficiente de arrastre del modelo no exceda 0.0001 cuando el número de Mach Ma está en el rango de 0.4 a 0.9, lo que requiere que el error de medición del ángulo de ataque del modelo no exceda 0,01°.

Ventajas de la prueba
Aunque el experimento del túnel de viento tiene limitaciones, tiene las siguientes cuatro ventajas: 1. Puede controlar las condiciones experimentales con mayor precisión, como la velocidad del flujo de aire, la presión, la temperatura, etc.; 2. Es más conveniente instalar, operar y usar el instrumento de prueba; ③Los elementos y contenidos experimentales son variados, y la precisión de los resultados experimentales es alta; ④El experimento es relativamente seguro y tiene alta eficiencia y bajo costo. Por lo tanto, los experimentos de túnel de viento se utilizan ampliamente en la investigación de la aerodinámica, el desarrollo de varios aviones, así como en la aerodinámica industrial y otros campos relacionados con el flujo de aire o el viento.