【正文】 試驗(yàn)段流場的品質(zhì) （ 1） 穩(wěn)定段 穩(wěn)定段通常是一個(gè) 等截面管道。這樣有利于改善氣流性能有好處。 具體尺寸應(yīng)該根據(jù)穩(wěn)定段大小及氣流的性能要求而確定。 （ 3） 收縮段不宜過長。一是氣流與固體邊界包括洞壁、拐角導(dǎo)流片、蜂窩器以及各段等的摩擦；一是物體表面的氣流分離，引起漩渦，紊流等。 （ 2） 以電機(jī)輸給風(fēng)扇的功率作為輸入功率，包括風(fēng)扇在內(nèi)的能量比： N FpvX 3021?風(fēng)扇 （ ） 式中， N 為電機(jī)的輸出功率，即輸給風(fēng)扇的功率。各個(gè)部件的損失越小，則最終的能量比就越大。下面分別計(jì)算每段的當(dāng)量損失系數(shù)： （ 1） 試驗(yàn)段損失 試驗(yàn)段損失系數(shù)就是當(dāng)量損失系數(shù)，對于試驗(yàn)段為非圓截面，則以水力直徑代入。經(jīng)過廣泛調(diào)研、查風(fēng)機(jī)手冊，確定風(fēng)機(jī)的型號為 2K60— 4 DS— 。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，該型號鋼板的力學(xué)性能為 as MP225?? 、 ab MP490~360?? 。根據(jù)壓力公式22??vP? 可得，所以有： aPvP 22 ????? ?? 又因?yàn)?PSF? ,則有： a1 9 6 1 .0 4 61 .91 .95 4 3 . 2 2 6PSF ?????? 由于風(fēng)洞洞體近似容器，在理想狀態(tài)下，容器內(nèi)所受壓力處處相等。它的功能齊全、強(qiáng)大，如特征建模、裝配建模、有限元分析、曲面造型、產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理等。通過本課題的研究，最終得出以下結(jié)論： 風(fēng)洞的結(jié)構(gòu)非常 復(fù)雜，各個(gè)部件的條件要求高。在我的畢業(yè)設(shè)計(jì)期間，為我提供了種種專業(yè)知識上的指導(dǎo)和一些富于創(chuàng)造性的建議，沒有齊老師的幫助和關(guān)懷，我不會這么順利的完成畢業(yè)設(shè)計(jì)。 希望各位老師多多批評，多多指正。 在指導(dǎo)老師的指導(dǎo)下，我順利的完成 了畢業(yè)設(shè)計(jì) 。在本次設(shè)計(jì)中，機(jī)械設(shè)計(jì)、工程制圖、 Pro/E 建模、 CAD 繪圖等基礎(chǔ)課程的知識得到了溫習(xí)和拓展，有所收獲。 37 第 5 章 結(jié) 論 本文運(yùn)用有所學(xué)知識，根據(jù)相關(guān)資料對汽車風(fēng)洞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，同時(shí)運(yùn)用Pro/Engineer 軟件建模、 CAD 繪圖對汽車風(fēng)洞結(jié)構(gòu)進(jìn)行繪制。 25 第 4 章 計(jì)算機(jī)仿真風(fēng)洞模型建立 概述 本設(shè)計(jì)運(yùn)用 Pro/Engineer 軟件建模。由 24 此不再敘述。查機(jī)械設(shè)計(jì)手冊，風(fēng)洞所需的鋼采用 Q235NH 鋼 (GB/T4172— 202 GB/T4171— 2021)。計(jì)算正確。 （ 3） 運(yùn)用理論和經(jīng)驗(yàn)公式，逐段計(jì)算風(fēng)洞的各部件的損失 ，從而得到風(fēng)洞的總損失，由此確定風(fēng)洞的能量比 。當(dāng)量損失系數(shù)定義為壓力損失除以試驗(yàn)段動壓。 (1) 以電網(wǎng)輸給風(fēng)洞電機(jī)的功率作為輸入功率，包括電機(jī)在內(nèi)的能量比： 19 EI FpvX 3021?電機(jī) () 式中 ， p,v0 和 F 分別為氣流的密度，速度和試驗(yàn)段截面積。 風(fēng)洞能量比、電機(jī)功率及風(fēng)扇的確定 氣流在風(fēng)洞管道內(nèi)流動時(shí)必然會有能量損失。只要壁面收縮不太劇烈，分離是可以避免的。 M 值越大，蜂窩器對降低紊流度的效果越顯著。因此為滿足要求，穩(wěn)定段的長度一般按一下數(shù)據(jù)確定：收縮比小于 5，穩(wěn)定段的長度為直徑的 ～ 倍；如果大于 5，則長度為直徑的 ～ 倍。收縮段的設(shè)計(jì)，以均勻來流為前提。 W/D1 值大于 6。氣流在四個(gè)拐角的全部損失可以占風(fēng)洞總損失的40～ 60﹪。即最佳擴(kuò)散角： ??atg （ ） 圖 擴(kuò)壓段損失系數(shù) （ 2/1/ 21 ?DD ） 影響擴(kuò)壓效率的主要因素是擴(kuò)散角。所以取地板長度為模型長度的 5 倍，寬度為模型寬度的 5 倍。這樣對提高風(fēng)洞運(yùn)轉(zhuǎn)效率有利。在可能的情況下，門窗盡量大些。但是在滿足試驗(yàn)要求的前提下，口徑應(yīng)盡量小。使氣流均勻加速的收縮管道； 對汽車風(fēng)洞性能的基本要求： 12 （ 1） 氣流的主流品質(zhì) 要求縱、側(cè)向速度的均勻性、紊流度和尺寸要模擬真實(shí)道路狀況。共四個(gè)拐角，擴(kuò)壓段后為第一個(gè)拐角，依次是二、三、四拐角； （ 4） 拐角導(dǎo)流片。要測量試驗(yàn)段橫截面的紊流度、地板上的靜態(tài)壓強(qiáng)、軸向靜壓梯度、橫向氣流偏角、縱向氣流偏角、氣流均勻性等流場特性以及放置模型前緣位置的地板邊界層厚度。又由于風(fēng)速的提高，氣流的能量損失迅速增大，消耗的功率也急驟增大，因此一般的實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞很難做到實(shí)驗(yàn)時(shí)的雷諾數(shù)與實(shí)車行駛時(shí)的雷諾數(shù)相等。 汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)則 （ 1） 實(shí)驗(yàn)風(fēng)洞應(yīng)產(chǎn)生足夠的均勻流場，其中包括均勻的風(fēng)速分布和流向分布、低紊流度以及模擬路面的薄的邊界層厚度。但是木材也存在缺點(diǎn)，易變形，因此加工前應(yīng)對木材進(jìn)行干燥處理，并且最好把木條加工成方條，用粘接劑把方條粘接在一起，作為毛胚。如果簡單地把進(jìn)、出氣口堵死，實(shí)驗(yàn)時(shí)氣流將在進(jìn)、出氣口處產(chǎn)生分離。 （ 6）氣流方向測量 采用五孔探頭和恒溫式熱線風(fēng)速儀測量試驗(yàn)段的氣流方向。測壓小孔直徑 d 應(yīng)在 ～ 2mm 范圍內(nèi)， h/d＞ 2，測壓孔軸線應(yīng)盡量垂直壁面，孔內(nèi)壁光滑，孔口無毛刺，表面五凹坑或凸起。 5）選用靈敏度高、強(qiáng)度和剛度的天平。 （ A） （ B） 圖 直流型風(fēng)洞 按照試驗(yàn)段的類型分為開式風(fēng)洞、閉式風(fēng)洞及半開式風(fēng)洞三種。 （ 4）駕駛室內(nèi)的通風(fēng)、取暖及噪聲等特性。 在國內(nèi)，雖然建設(shè)了國內(nèi)專業(yè)的汽車風(fēng)洞，但是在汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)技術(shù)上還存在很多不足 ，國內(nèi)還不能提供準(zhǔn)確可靠的實(shí)驗(yàn)方法，制約了汽車技術(shù)的提升，不利于我國汽車工業(yè)的發(fā)展。 2 汽車風(fēng)洞的建設(shè)，帶來了汽車風(fēng)洞試驗(yàn)技術(shù)的變革和創(chuàng) 新。 汽車風(fēng)洞建設(shè)初期，大量借鑒了航空 空氣動力學(xué)的研究經(jīng)驗(yàn)和理論。同時(shí)也促進(jìn)了老百姓的買車能力。為人類、為社會、為中國汽車工業(yè)自主研發(fā)設(shè)計(jì)作貢獻(xiàn) 在當(dāng)前形勢下，國家提出了“節(jié)能減排”的政策，號召大力開展推動提高能源利用效率的科技創(chuàng)新。t very well put the national automobile industry of forward development。風(fēng)洞建成后，結(jié)合實(shí)驗(yàn)室內(nèi)先進(jìn)的測量手段，除了能滿足模型的測壓、測速、流態(tài)觀測等教學(xué)外，還可以利用該風(fēng)洞進(jìn)行從事橋梁、環(huán)境污染等工業(yè)空氣動力學(xué)研究工作。而汽車風(fēng)洞的主要任務(wù)是正確模擬氣流流經(jīng)汽車車體表面的流態(tài)以獲得準(zhǔn)確的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的精確與否決定了汽車氣動外形設(shè)計(jì)的成敗。 Key words： 1： 5； Small car； Wind tunnel； Low turbulent； Experiment 黑龍江工程學(xué)院本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 目 錄 摘 要 ................................................................. I Abstract .............................................................. II 第 1 章 概述 .......................................................... 1 研究目的及意義 .................................................. 1 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 .................................................. 1 本課題設(shè)計(jì)研究內(nèi)容、研究技術(shù)路線 ................................ 2 第 2 章 汽車風(fēng)洞設(shè)計(jì)研究基礎(chǔ) ........................................ 4 汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的目的 .............................................. 4 汽車風(fēng)洞 功能 類型及設(shè)備 .......................................... 4 汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ? ................................................ 7 汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)則與規(guī)范 ........................................ 8 本課題采用的模型尺寸 ........................................... 10 本章小結(jié) ...................................................... 11 第 3 章 1： 5 小型 汽車風(fēng)洞設(shè)計(jì) ...................................... 12 風(fēng)洞的類型結(jié)構(gòu)確定 ............................................. 12 風(fēng)洞試驗(yàn)段幾何參數(shù)的確定 ....................................... 13 擴(kuò)壓段 ......................................................... 15 拐角及其拐角導(dǎo)流片 ............................................. 17 迴流段 ......................................................... 18 穩(wěn)定段及整流裝置 ............................................... 19 收縮段 ......................................................... 20 風(fēng)洞能量比、電機(jī)功率及風(fēng)扇的確定 ............................... 20 風(fēng)洞結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)校核 ............................................... 25 本章小結(jié) ...................................................... 26 第 4 章 計(jì)算機(jī)仿真風(fēng)洞模型建立 .................................... 27 概述 ........................................................... 27 各部件建模 ..................................................... 27 模型總裝圖 ..................................................... 38 本章小結(jié) ....................................................... 39 第 5 章 結(jié) 論 ....................................................... 40 參考文獻(xiàn) .............................................................. 41 致 謝 ................................................................ 43 1 第 1 章 概 述 研究目的及意義 汽車作為人類交通工具，它的出現(xiàn)和發(fā)展給人類社會帶來了無可估量的經(jīng)濟(jì)效 益和社會效益。汽車風(fēng)洞建設(shè)對汽車空氣動力學(xué)發(fā)展意義重大，沒有汽車風(fēng)洞，既不可能很好地設(shè)計(jì)出最優(yōu)的汽車，也不能很好推動整個(gè)國家的汽車工業(yè)向前發(fā)展 因此，此次研究就是為了設(shè)計(jì)模擬汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)，以最少的費(fèi)用，最優(yōu)化的方法對汽車風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室設(shè)計(jì)。 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 國外研究 國外，汽車風(fēng)洞建設(shè)較早。其中， A 是試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷恼队懊娣e， AN 是風(fēng)洞的噴口截面面積。這標(biāo)志世界汽車研究又進(jìn)入一個(gè)嶄新的階段。 研究技術(shù)路數(shù)： 3 N 各環(huán)節(jié)技術(shù)的校核