O teste de túnel de vento em mecânica dos fluidos refere-se a um método de experimento aerodinâmico no qual uma aeronave ou outro modelo de objeto é colocado em um túnel de vento para estudar o fluxo de gás e sua interação com o modelo para entender as características aerodinâmicas da aeronave real ou de outros objetos ;

Classificação do teste

Os experimentos aerodinâmicos são divididos em duas categorias: experimentos físicos e experimentos de modelo. Experimentos físicos, como experimentos de voo de aeronaves e experimentos de lançamento de mísseis ao vivo, não causarão problemas de distorção de simulação, como modelos e ambientes, e sempre foram o meio final de identificar o desempenho aerodinâmico de aeronaves e calibrar outros resultados experimentais. Tais experimentos são caros e difíceis de controlar. , e é impossível realizar no estágio inicial de desenvolvimento do produto, então os experimentos aerodinâmicos são geralmente experimentos de modelos com vários dedos. Os experimentos aerodinâmicos podem ser divididos em 3 categorias de acordo com a maneira como o ar (ou outro gás) e o modelo (ou objeto real) produzem movimento relativo: 1. O ar se move e o modelo não se move, como experimentos em túnel de vento . ② O ar está parado e o objeto ou modelo está se movendo, como experimento de voo, experimento de vôo livre de modelo (experiência com modelo de aeronave motorizada ou não motorizada voando no ar), experimento de trenó de foguete (transportado por um trenó movido a foguete que viaja a alta velocidade no modelo de pista para experimento), experimento de jib (a máquina de jib carrega o modelo para girar e realizar experimentos), etc. ③ Tanto o ar quanto o modelo estão se movendo, como o experimento de vôo livre no túnel de vento (o experimento é realizado em relação ao modelo de projeção de fluxo de ar do túnel de vento) e o experimento de rotação (o modelo é colocado na corrente ascendente do túnel de vento do ciclone de cauda e o experimento é realizado para fazê-lo entrar no estado de rotação) Aguarde. Ao realizar experimentos de modelo, deve-se garantir a semelhança entre o campo de fluxo do modelo e o campo de fluxo real, ou seja, além de garantir que o modelo seja geometricamente semelhante ao objeto real, os critérios de similaridade relacionados aos dois campos de fluxo, como o número de Reynolds, número de Mach, geral O número de Ronte e assim por diante correspondem ao mesmo (ver Critérios de semelhança hidrodinâmica).

De fato, nas condições de experimentos de modelos gerais (como experimentos em túnel de vento), é difícil garantir que todos esses critérios de similaridade sejam iguais, e os principais critérios de similaridade só podem ser igualados ou atingir a faixa de autocalibração de acordo com circunstâncias específicas. Por exemplo, experimentos envolvendo viscosidade ou resistência devem ter números de Reynolds iguais; para experimentos envolvendo escoamento compressível, os números de Mach devem ser iguais, e assim por diante. O erro experimental causado pela igualdade dos critérios de similaridade, que deveriam ser satisfeitos, mas não satisfeitos, às vezes pode ser eliminado pela correção dos dados, como a correção do número de Reynolds. A perturbação do campo de escoamento pelas paredes da caverna e suportes do modelo também deve ser corrigida. Experimentos aerodinâmicos medem principalmente parâmetros de fluxo de ar, observam fenômenos e estados de fluxo e determinam as forças aerodinâmicas que atuam no modelo. Os resultados experimentais são geralmente organizados em números de similaridade adimensionais para generalizar do modelo para o real.

Os túneis de vento são geralmente referidos como testes de túnel de vento. Simplificando, de acordo com o princípio da relatividade do movimento, o modelo ou objeto da aeronave é fixado no ambiente artificial no solo, e o fluxo de ar é criado artificialmente para simular vários estados de voo complexos no ar e obter dados de teste. Este é o "canal verde" para o desenvolvimento e produção de aeronaves, mísseis e foguetes modernos. Simplificando, um túnel de vento é criar artificialmente um "céu" no chão. Quanto ao motivo pelo qual os túneis de vento do nosso país são construídos nas profundezas das montanhas, é devido a razões históricas.
No teste do túnel de vento, quando a força aerodinâmica do modelo medida pela balança é convertida para o sistema de coordenadas do fluxo de ar, o erro do coeficiente aerodinâmico do modelo será introduzido devido ao erro da medição do ângulo de ataque do modelo, e este erro pode explicar a coeficiente aerodinâmico total sob algumas condições. 25% do erro. Portanto, a tecnologia de medição precisa do ângulo de ataque é a base para obter dados de teste de características aerodinâmicas de alta precisão. O índice avançado de precisão dos dados de teste de túnel de vento exige que o erro do coeficiente de arrasto do modelo não exceda 0,0001 quando o número Mach Ma estiver na faixa de 0,4 a 0,9, o que exige que o erro de medição do ângulo de ataque do modelo não exceda 0,01°.

Vantagens do teste
Embora o experimento do túnel de vento tenha limitações, ele tem as seguintes quatro vantagens: 1. Pode controlar as condições experimentais com mais precisão, como velocidade do fluxo de ar, pressão, temperatura, etc.; 2. É mais conveniente instalar, operar e usar o instrumento de teste; ③Os itens e conteúdos experimentais são variados e a precisão dos resultados experimentais é alta; ④O experimento é relativamente seguro e tem alta eficiência e baixo custo. Portanto, experimentos em túnel de vento são amplamente utilizados na pesquisa de aerodinâmica, no desenvolvimento de várias aeronaves, bem como na aerodinâmica industrial e em outros campos relacionados ao fluxo de ar ou vento.