流體力學第五章3-4節(jié)-資料下載頁
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【正文】 m035 60100 0 3???????由 Fr準則 ： lv ?? ?第四節(jié) 模型實驗 02:58:35 同濟大學航空航天與力學學院 41 例 1 有一轎車，高 h=，在公路上行駛，設(shè)計時速 v=108km/h，擬通過風洞中模型實驗來確定此轎車在公路上以此速行駛時的空氣阻力。已知長度比尺 λl = 3/2，并假定風洞試驗段內(nèi)氣流溫度與轎車在公路上行駛時的溫度相同，試求：風洞實驗時，風洞實驗段內(nèi)的氣流速度應安排多大？ 解：首先根據(jù)流動性質(zhì)確定決定性相似準數(shù)，這里選取 Re作為 決定性相似準數(shù)， Rem=Rep，即 λvλl /λ?=1， 再根據(jù)決定型相似準數(shù)相等，確定幾個比例系數(shù)的相互約束 關(guān)系，這里 λ? = 1，所以 λv= λl1， 由于 λl= lp / lm= 3/2， 那么 ， λ v= vp /vm =1 / λl = 2/3 最后得到風洞實驗段內(nèi)的氣流速度應該是 vm= vp / λ v=108/(2/3)=162km/h=45m/s 第四節(jié) 模型實驗 02:58:35 同濟大學航空航天與力學學院 42 例 2 在例 1中，通過風洞模型實驗，獲得模型轎車在風洞實驗段中的風速為 45m/s時，空氣阻力為 1000N，問：此轎車以 108km/h的速度在公路上行駛時，所受的空氣阻力有多大？ 解：在設(shè)計模型時，定下 λ?=1 λl=3/2 λv=2/3 在相同的流體和相同的溫度時，流體密度比例系數(shù)λ?=1，那么力比例系數(shù) λ F= λ? λl2 λv2=1 (3/2)2 (2/3)2=1 因此，該轎車在公路上以 108km/h的速度行駛所遇到的空氣阻力 Fp = Fm ? λF = 1000 1=1000N 第四節(jié) 模型實驗 02:58:35 同濟大學航空航天與力學學院 43 例 3： 某車間長 30m，寬 15m，高 10m，用直徑為 風口送風，要求風口風速 8m/s，如取 λl =5，確定模型尺寸及模型的出口風速 解： λl = 5，則模型長為 30/5=6m，寬為 15/5=3m， 高為 10/5=2m，風口直徑為 原型是空氣 7103Re ????vd屬阻力平方區(qū)（自模區(qū)） 第四節(jié) 模型實驗 smp / 26????02:58:35 同濟大學航空航天與力學學院 44 因此采用粗糙度較大的管子，提前進入自模區(qū) （阻力平方區(qū)的最低 Re=50000） 6 ???? ?mvsmv m /??此時 8 ??v?第四節(jié) 模型實驗 02:58:35 同濟大學航空航天與力學學院 45 例 4：弦長為 3m的機翼以 300km/h的速度在溫度為 20℃ 、壓強為 1at的靜止空氣中飛行，用 λl=20的模型在風洞中作試驗： （ 1） 如果風洞中空氣的溫度和壓強不變，風洞中空氣速度應為多少？ 解：風洞實驗中粘性力是主要的 —— 雷諾準則 ν 相同 mmpp lvlv ? hkmllvvmppm /6 0 0 0120300 ????難以實現(xiàn)，要改變實驗條件 第四節(jié) 模型實驗 02:58:35 同濟大學航空航天與力學學院 46 （ 2） 改用水 sm /100 0 26???水?sm / 26???空氣?mmmppp lvlv?? ?hkmllvvpmmppm /66??? ????? ????第四節(jié) 模型實驗 02:58:35 同濟大學航空航天與力學學院 47 （ 3） 改變壓強（ 30at），溫度不變 pvlvl ?? ??RehkmPl plvvmmpppm /2 0 03011203 0 0 ??????等溫過程 p∝ ρ ，且 μ 相同 mmmppp lvplvp ?第四節(jié) 模型實驗
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