浅谈风洞试验建筑.pdfVIP

互亟豳墓 浅谈风洞试验建筑 张强王志敏张溢斌总装备部工程设计研究总院 内容摘要： 分析风洞试验建筑的特点，按对建筑规划、建筑设计影D向B,9程度分为三类，研究各类型风洞试验建筑的特点，提出不同类型风洞在建筑 设计中需要注意的问题。 关键诃： 风洞低速风洞高速风洞超高速风洞 1．引言 风洞(windtunnel)是能人工产生和控制气流，以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并且可量度气流对物 体的作用同时观察物理现象的一种管道状试验设备，它是进行空气动力试验最常用和最有效的工具。风洞设备的建 设发展与航空航天飞行器研制是紧密相联的。是国家重要战略资源，是我国的航天航空事业的重要组成部分。 风洞试验建筑是指满足人们从事风洞试验研究活动的建筑。它由试验准备系统、试验驱动系统、试验测量控制 系统等组成。 风洞试验工艺流程、风洞保障系统的组成、洞体的规模及试验模型的大小是直接影响风洞试验建筑规划、建筑 设计的几个重要因素。故我们从这几个方面出发，将风洞试验建筑分成低速、高速、高超速三大类型。 低速风洞的种类很多，除一般风洞外还许多专门的具有特定功能的特殊风洞，如：结冰风洞、立式风洞等。但 是他们的原理基本上只有两种形式：直流式风洞(图1)、回流式风洞(图2)。 且． 太开”¨ 簟一t簟器量连 口 ／ 。：jo ／¨ ／ 最 }气 口 Ⅲ ml】5ao lm m m I㈣ 回 国1某直流式风洞试验室气动布局图 低速风洞要求的风速一般比较低，因此驱动系统通常都是以风扇为主的驱动设备。如某低速风洞，由三台品字 形排列的7米直径风扇组成(图3)。 低速风洞一般的洞体尺度都非常巨大，多数都可以实现 卜i二：：二二ii。．．：一一，。，二。二、一_L口■_lH’‘哪曲¨u●w ■Ⅷ■●n 安装1：1的试验装置的试验，因此模型的准备区域和试验区 域均需要较大的空间。相应的与之配套的试验测量控制系统 也非常的巨大，对空间的要求也比较高。因此低速风洞对建 筑空间的要求较大。相应的对道路运输的要求也比较高，这 是我们在建筑设计时应当注意的一点。 图2NTF结构示意图(回流式风洞) 140 在结构方面，低速风洞巨大的洞体大部分都是钢筋混凝土结构，为了满足试 验准确性的要求，对内部的平整度，结构伸缩缝的要求都非常高，这是土建设计、 施工的一个关键技术点。同时它的试验装置尺寸都比较大、重量比较重，与之对 ㈤铷伊 应的试验部件的运输、地面或楼面的荷载要求都比较高。 由于低速风洞对能源的要求较低，因此此类风洞对设备专业的要求相对较低 (特殊风洞除外)。 姚}熙 图3某低速风洞的三台风洞电机 高速风洞是在低速风洞基础上发展而来 的一种风洞。通常高速风洞依据风速不同可 以分为亚声速风洞、跨声速风洞(图4)和 超声速风洞三类。 高速风洞的工作原理中要求的喷管前后 有足够大的压力比，通常要求有大型的中压 气罐群来储存足够多的高、中压气体来满足 风洞的吹风试验要求。因此在规划布局时要 充分考虑中压气罐群和风