高速風洞試驗數據修正與使用

《高速風洞試驗數據修正與使用》是2018年12月國防工業出版社出版的圖書，作者是陳德華。

基本介紹

• 中文名：高速風洞試驗數據修正與使用
• 作者：陳德華
• 出版時間：2018年
• 出版社：國防工業出版社
• 頁數：337 頁
• ISBN：9787118117349
• 定價：108.00 元 
• 開本：16 開
• 裝幀：平裝

內容簡介

本書介紹了風洞試驗基礎與原理，包括風洞試驗數據精準度概念和影響因素，重點闡述了高速風洞試驗的基本數據處理、洞壁干擾、支撐干擾、模型變形、靜氣動彈性、雷諾數及動力影響等修正技術，列舉了部分高速風洞試驗數據修正技術最新套用成果和部分飛行器風洞與飛行試驗典型結果對比。本書可供從事高速風洞試驗、空氣動力學研究、航空航天飛行器研製的工程技術人員使用，也可供高等院校有關專業的師生參考。

圖書目錄

第1章高速風洞試驗原理與基礎1

1.1風洞試驗基礎1

1.1.1空氣動力學基本概念2

1.1.2熱力學基礎知識18

1.1.3空氣動力學基本關係式21

1.1.4空氣動力學基本方程23

1.2風洞試驗原理26

1.2.1相似理論26

1.2.2相對性原理27

1.2.3高速風洞試驗相似準則27

1.3坐標軸系32

1.3.1風洞試驗常用坐標軸系32

1.3.2機體坐標軸系32

1.3.3氣流坐標軸系33

1.3.4半機體坐標軸系34

1.3.5風洞坐標軸系34

1.3.6天平坐標軸系34

1.3.7坐標軸系轉換35

1.4風洞設備概況35

1.4.1高速風洞發展概述35

1.4.2高速風洞的類型41

1.4.3高速風洞的構成44

1.4.4高速風洞動力系統47

1.4.5高速風洞控制系統47

1.4.6高速風洞測量系統49

參考文獻52

第2章高速風洞流場校測與測力試驗53

2.1高速風洞流場品質要求53

2.2高速風洞流場校測方法與數據處理方法58

2.2.1速度場校測58

2.2.2方向場校測方法60

2.2.3跨聲速試驗段透氣壁削波特性測量60

2.2.4洞壁邊界層測量61

2.2.5噪聲測量62

2.2.6湍流度測量63

2.2.7氣流不穩定度測定64

2.3流場品質主要影響因素與改善方法64

2.3.1影響流場均勻性主要因素與提高方法64

2.3.2影響氣流湍流度主要因素與減小湍流度的方法65

2.3.3影響氣流噪聲主要因素與降噪措施66

2.3.4流場校測時對風洞參數的調整66

2.4高速風洞試驗設計67

2.4.1概述67

2.4.2模型外形模擬67

2.4.3模型縮比及模型在風洞中的位置67

2.4.4模型強度與剛度68

2.4.5測力試驗模型的結構與連線形式70

2.4.6模型支撐系統74

2.4.7高速風洞尾支撐測力試驗75

2.4.8條帶懸掛測力試驗77

2.4.9模型表面邊界層轉捩方法77

參考文獻78

第3章風洞試驗精準度與基準試驗數據80

3.1風洞試驗誤差80

3.1.1誤差定義及其分類80

3.1.2誤差傳遞函式及誤差分配82

3.1.3風洞試驗誤差主要來源83

3.1.4風洞試驗不確定度84

3.2風洞試驗精度與影響因素84

3.2.1風洞試驗精度基本要求84

3.2.2天平測量精度影響85

3.2.3迎角測控精度影響86

3.2.4馬赫數控制精度影響86

3.2.5模型振動對精度影響86

3.3風洞試驗準度及影響因素87

3.3.1風洞試驗準度基本要求87

3.3.2模型尺度及模型加工質量88

3.3.3測試儀器系統誤差88

3.3.4風洞試驗準度影響因素89

3.4提高風洞試驗數據精準度的方法89

3.4.1提高試驗模擬參數90

3.4.2支撐系統最佳化90

3.4.3提高流場參數控制水平91

3.4.4提高模型姿態角測控水平91

3.4.5提高模型加工及裝配質量92

3.4.6建立質量控制作業規範93

3.4.7建立標模試驗體系93

3.4.8建立風洞試驗數據修正方法95

3.5風洞試驗基準數據95

3.5.1風洞原始數據處理96

3.5.2氣流偏角影響修正98

3.5.3浮阻影響修正98

參考文獻99

第4章洞壁干擾試驗與修正方法100

4.1概述100

4.2風洞壁形式及其對試驗數據的影響101

4.2.1低速實壁和開口邊界101

4.2.2跨聲速風洞透氣壁的作用和發展102

4.2.3透氣壁參數對試驗數據的影響106

4.3常規試驗的洞壁干擾修正方法107

4.3.1洞壁干擾的主要概念107

4.3.2經典映像法110

4.3.3渦格法114

4.3.4壁壓信息法115

4.3.5非線性修正方法119

4.3.6主要試驗機構採用的洞壁干擾修正方法119

4.3.7典型的洞壁干擾修正結果124

4.4洞壁邊界條件的分析與測量127

4.4.1通用的均勻邊界條件127

4.4.2確定洞壁透氣參數的方法131

4.4.3透氣流動的直接測量135

4.5幾類特種試驗的洞壁干擾問題138

4.5.1二元翼型試驗138

4.5.2半模型試驗141

4.5.3非定常試驗146

4.5.4V/STOL試驗148

4.6自適應壁技術151

參考文獻155

第5章支撐干擾試驗與修正方法159

5.1支撐干擾概述159

5.1.1模型構型與支撐干擾159

5.1.2試驗馬赫數與支撐干擾161

5.2支撐方式與干擾特點162

5.2.1尾支撐162

5.2.2葉片(腹)支撐166

5.2.3雙支撐169

5.2.4側壁支撐170

5.2.5條帶/張線支撐171

5.2.6四種支撐方式綜合對比173

5.2.7磁懸浮支撐174

5.3支撐干擾試驗方法176

5.3.1兩步法和三步法176

5.3.2影響尾支撐干擾試驗結果的因素178

5.3.3支撐干擾試驗數據可靠性分析181

5.4數值模擬方法183

5.4.1面元法183

5.4.2求解基於雷諾平均的N-S方程184

5.5工程估算方法189

5.6典型支撐干擾結果191

參考文獻196

第6章模型變形影響試驗與修正198

6.1VMD光學測量199

6.1.1VMD測量原理簡述199

6.1.2VMD測量結果校核200

6.1.3超臨界機翼上反變形量200

6.1.4超臨界機翼扭轉變形量202

6.2模型格線處理203

6.2.1格線變形方法203

6.2.2格線變形結果206

6.3彈性變形影響修正206

6.3.1變形影響量校核206

6.3.2變形影響修正量209

6.4典型寬體客機試驗模型變形影響212

參考文獻215

第7章雷諾數效應與修正方法217

7.1雷諾數效應物理本質及分類217

7.2風洞試驗變雷諾數模擬技術途徑219

7.3偽雷諾數效應影響因素220

7.3.1支撐干擾特性變化220

7.3.2洞壁干擾特性變化222

7.3.3流場特性變化222

7.3.4試驗模型變形影響223

7.4雷諾數效應修正223

7.4.1基於相似參數的激波誘導分離雷諾數外插技術223

7.4.2基於FL-26風洞的雷諾數影響試驗修正229

7.4.3基於CFD和EFD相關性的雷諾數影響預測232

7.4.4幾種雷諾數影響預測方法的討論235

7.5雷諾數影響預測方法套用236

7.5.1CFD和EFD結果相關性236

7.5.2雷諾數影響分析238

7.5.3高雷諾數空氣動力特性預測241

參考文獻243

第8章靜氣動彈性試驗與修正方法244

8.1靜氣動彈性問題概述244

8.2靜氣動彈性試驗相似準則247

8.2.1結構動力學相似準則247

8.2.2靜氣動彈性風洞試驗相似準則250

8.3靜氣動彈性模型設計251

8.3.1模型設計流程251

8.3.2模型比例尺計算及設計難點分析252

8.3.3模型結構布局設計253

8.3.4模型結構剛度/尺寸最佳化設計255

8.4靜氣動彈性風洞試驗257

8.4.1靜氣動彈性半模測力試驗技術258

8.4.2靜氣動彈性試驗模型變形視頻測量技術260

8.4.3靜氣動彈性試驗模型防護技術262

8.5靜氣動彈性影響修正263

8.5.1K值法與增量法的定義及對比分析264

8.5.2基於氣動力靜導數/係數的修正分析265

8.5.3靜氣動彈性影響修正方法267

參考文獻268

第9章動力模擬試驗與修正方法270

9.1動力影響問題270

9.2動力影響模擬試驗技術271

9.2.1通氣測力試驗技術271

9.2.2噴流試驗技術276

9.2.3帶動力模擬試驗技術283

9.3典型動力影響試驗結果287

9.3.1通氣模型典型試驗結果與分析287

9.3.2典型噴流試驗與結果291

9.3.3運輸類飛機動力影響試驗結果297

參考文獻297

第10章風洞試驗數據與飛行相關性分析298

10.1氣動—推進系統劃分體系298

10.1.1劃分原則298

10.1.2推力修正體系300

10.1.3氣動數據修正體系304

10.2小展弦比飛機風洞與飛行試驗數據的比較307

10.2.1風洞與飛行的相關狀態307

10.2.2小展弦比飛機極曲線相關性307

10.2.3零升阻力係數相關性308

10.2.4平衡升致阻力因子310

10.3某民用運輸機風洞試驗基準數據修正311

10.3.1基本數據處理312

10.3.2平均氣流偏角修正312

10.3.3支撐干擾修正312

10.3.4洞壁干擾修正315

10.3.5模型變形影響修正317

10.3.6浮阻影響修正318

10.3.7風洞試驗基準數據319

10.4風洞特種試驗數據與飛行試驗數據的比較321

10.4.1鉸鏈力矩321

10.4.2減速板空氣動力特性321

10.4.3進氣道性能322

10.4.4外掛物空氣動力特性323

10.4.5抖振邊界325

參考文獻326

第11章風洞試驗數據修正技術發展趨勢328

11.1高保真度物理模擬的風洞試驗技術328

11.1.1低溫高雷諾數試驗技術328

11.1.2磁懸浮天平技術330

11.1.3精細化洞壁干擾修正技術330

11.2風洞試驗與CFD一體化技術331

11.2.1基於CFD風洞數據修正技術331

11.2.2基於風洞數據的CFD改進技術331

11.2.3數字/模擬混合風洞技術335

11.3資料庫和智慧型系統技術336

11.3.1資料庫技術336

11.3.2智慧型系統336

參考文獻337