風洞洞壁干擾一直是影響風洞試驗數據準確性的重要問題,對各種模型攻角下靜態氣動力受洞壁干擾影響有不少研究,並建立了工程修正方法。對於跨聲速風洞，運行參數確定後，核心流均勻性主要取決於試驗段壁板開孔率、引射縫、擴開角等結構參數，影響變數多、調試難度大。摸清各參數對流場品質的影響規律，不僅可以提高風洞調試運行的質量效率，而且對試驗段壁板設計也具有一定的指導作用。
基本介紹
- 中文名：風洞壁
- 外文名：wind-tunnel wall
- 影響：風洞試驗數據準確性
- 影響因素：壁板開孔率、引射縫等
- 方法：通過檢測壁壓的變化程度
- 干擾：非定常空氣動力和力矩
簡介,背景,測試試驗,壁板開孔率影響,側壁開孔狀態,引射縫影響,擴開角影響,
簡介
風洞洞壁干擾一直是影響風洞試驗數據準確性的重要問題,對各種模型攻角下靜態氣動力受洞壁干擾影響有不少研究,並建立了工程修正方法。對於跨聲速風洞，運行參數確定後，核心流均勻性主要取決於試驗段壁板開孔率、引射縫、擴開角等結構參數，影響變數多、調試難度大。摸清各參數對流場品質的影響規律，不僅可以提高風洞調試運行的質量效率，而且對試驗段壁板設計也具有一定的指導作用。
風洞壁
風洞壁背景
隨著戰鬥機機動性能的提高,近10年來,大攻角過失速機動風洞試驗引起了廣泛關注,也進行了大量的風洞試驗技術研究。這類試驗中,由於模型快速運動產生的扇動作用,試驗時可聽見風洞中氣流的扇動聲音,由此產生的氣流擾動對風洞壁有很大的扇動效應。因此對這類動態試驗的風洞壁干擾影響開始重視,並對試驗數據的可信度提出了疑問。
測試試驗
不管是動態試驗還是靜態試驗,模型對風洞壁壓的影響與洞壁對模型氣動力的影響是相互的,因此,可以通過檢測壁壓的變化程度來觀察風洞壁對測力結果的影響大小。
(1)風洞壁干擾對非定常空氣動力和力矩有一定影響,但是它不影響測量結果的可信度,特別是對複雜的動態力矩特性不影響其本質特徵。風洞洞壁干擾使模型動靜態法向力增大,對於模型阻塞度為6.87 %的模型,洞壁對法向力干擾量約為8.7 %。另外,洞壁干擾不影響模型俯仰力矩的動態特性本質。
(2)風洞動態壁壓有類似模型非定常氣動特性的遲滯現象,模型越大,遲滯特性越明顯。模型區前後的測壓點的壓力延遲有較大區別,處在模型區前的壓力點,壓力延遲較小,模型區後的壓力點,壓力延遲較大。
(3)模型試驗雷諾數不影響動態壁壓特性的變化規律,在量值上,試驗雷諾數越大,動態壁壓值越大。
壁板開孔率影響
核心流均勻性隨孔壁狀態變化十分明顯，跨聲速範圍內，過膨脹加速區必然導致強膨脹波的產生，必須通過仔細調整過渡區和模型區的開孔分布，降低壁板反射波強度，改善壁板消波特性，進而提高核心流均勻性。
側壁開孔狀態
3種側壁開孔狀態中模型區核心流均勻性最好的是側壁不開孔狀態，Ma分布標準差為0.0100，滿足國軍標合格指標要求。原因是這種狀態在保證綜合開孔率連續的同時局部開孔率亦無突變，側壁不開孔，對流場的擾動小，上、下孔壁仍具有良好的消波特性。
引射縫影響
1）引射縫開度對亞、跨聲速流場Ma分布影響較大，對低超聲速流場影響較小。這是由於低超聲速時主氣流靜壓低，引射效率較高，半開度即可建立均勻流場。
2）亞、跨聲速下，引射縫全關使模型區中、後段流速升高，體現出堵塞干擾性質。原因是後部支撐機構導致流通面積減小，造成主氣流加速。因此，關閉引射縫雖然可以在亞、跨聲速範圍內降低主氣流與引射氣流混合處的氣流脈動，但為消除支架干擾，減小支撐干擾區範圍，引射縫必須開啟。
擴開角影響
壁板擴開角與開孔率影響相互耦合，低超聲速運行時必須根據當地附面層厚度情況進行調整。必須使用擴開角時，需要通過提高駐室抽氣量來補償壁板擴開導致的模型區後部流速下降。
