一种变截面形状高速风洞试验段的过渡型面解算方法转让专利
申请号 : CN202011514322.X
文献号 : CN112556970B
文献日 : 2021-08-10
发明人 : 王瑞波 , 吴军强 , 林学东 , 徐来武 , 张林 , 吴继飞 , 魏志 , 曾利权 , 刘琴 , 虞择斌 , 杨洋 , 刘光远 , 陈学孔 , 邓吉龙 , 贾智亮
申请人 : 中国空气动力研究与发展中心高速空气动力研究所
摘要 :
权利要求 :
1.一种变截面形状高速风洞试验段的过渡型面解算方法,其特征在于,所述的过渡型面解算方法适用于在正方形截面试验段长度尺寸下,将正方形截面试验段改造成与正方形截面试验段同轴的左右对称的长方形截面试验段,长方形截面试验段包括从前至后顺序连接的前过渡段(1)、试验段(2)和后过渡段(3),前过渡段(1)的前端连接高速风洞的喷管段,后过渡段(3)连接高速风洞的栅指段(4),长方形截面试验段的前过渡段(1)和后过渡段(3)的四壁均采用相同型线的型面过渡,过渡型面解算方法包括以下步骤:a.确定长方形截面试验段的长L1、宽W、高H;
b.确定前过渡段型面高y、顺流向距前过渡段入口截面距离x、前过渡段入口截面半高y1、前过渡段出口截面半高y2、前过渡段出口角度α、前过渡段型面长度L;
c.分别采用三次曲线、双三次曲线、五次曲线设计过渡型面;
d.通过计算机数值模拟,分别得到三次曲线、双三次曲线和五次曲线的过渡型面的长方形截面试验段入口的速度分布云图,评估长方形截面试验段流场是否满足高速风洞试验要求,排除不符合要求的曲线,保留符合要求的曲线;
e.将符合要求的曲线进行加工工艺评估,确定三次曲线为过渡型面的型线,公式如下:
2.根据权利要求1所述的变截面形状高速风洞试验段的过渡型面解算方法,其特征在于,所述的长方形截面试验段的前过渡段(1)、试验段(2)和后过渡段(3)焊接连接,内壁平滑过渡。
3.根据权利要求1所述的变截面形状高速风洞试验段的过渡型面解算方法,其特征在于,所述的长方形截面试验段的前过渡段(1)设置有与高速风洞的喷管段连接的接口Ⅰ,接口Ⅰ与正方形截面试验段的对应接口相同;长方形截面试验段的后过渡段(3)设置有与高速风洞的栅指段(4)连接的接口Ⅱ,接口Ⅱ与正方形截面试验段的对应接口相同。
4.根据权利要求1所述的变截面形状高速风洞试验段的过渡型面解算方法,其特征在于,所述的长方形截面试验段安装在具有驱动机构的车架上;长方形截面试验段备用时,车架放置在与高速风洞轴线平行的轨道上;长方形截面试验段试验时,驱动机构驱动车架沿平行的轨道走行至与高速风洞试验段安装位置平行的位置,长方形截面试验段保持不动,车架90°转向进入与高速风洞轴线垂直的轨道上,驱动机构继续驱动车架将长方形截面试验段沿竖直的轨道走行至高速风洞试验段安装位置,再将长方形截面试验段的前过渡段(1)的前端通过销钉和螺钉定位连接在高速风洞的喷管段上、后过渡段(3)的后端通过销钉和螺钉定位连接高速风洞的栅指段(4)上,完成长方形截面试验段安装。
5.根据权利要求1所述的变截面形状高速风洞试验段的过渡型面解算方法,其特征在于,所述的长方形截面试验段的外部设置有保护框架,保护框架上设置有爬梯。
说明书 :
一种变截面形状高速风洞试验段的过渡型面解算方法
技术领域
背景技术
展各类试验、为不同种类的试验提供气动力测量、压力分布测量的基础平台。由于试验种类
繁多、试验目的不同,单一的风洞试验段并不能完成所有项目的试验任务,因此,针对特定
的试验内容和项目,需要建设相应的风洞试验段,以满足特定试验的需求。
的动态载荷、结构响应和振动特性,为舱门的结构设计提供技术支撑。但是,现有的风洞试
验段是正方形截面试验段,受宽度的限制不能进行类似试验,因此,需要设计加工长方形截
面试验段,和正方形截面试验段更替使用。
方形截面试验段的出口尺寸相同的出口尺寸。由于长方形截面试验段将试验区域后移,并
且经过两次型面过渡,可能会导致风洞试验段的流场特性发生较大改变。为了确保长方形
截面试验段流场能够满足高速风洞流场技术指标,亟需发展一种变截面形状高速风洞试验
段的过渡型面解算方法。
发明内容
方形截面试验段同轴的左右对称的长方形截面试验段,长方形截面试验段包括从前至后顺
序连接的前过渡段、试验段和后过渡段,前过渡段的前端连接高速风洞的喷管段,后过渡段
连接高速风洞的栅指段,长方形截面试验段的前过渡段和后过渡段的四壁均采用相同型线
的型面过渡,过渡型面解算方法包括以下步骤:
试验要求,排除不符合要求的曲线,保留符合要求的曲线;
有与高速风洞的栅指段连接的接口Ⅱ,接口Ⅱ与正方形截面试验段的对应接口相同。
机构驱动车架沿平行的轨道走行至与高速风洞试验段安装位置平行的位置,长方形截面试
验段保持不动,车架90°转向进入与高速风洞轴线垂直的轨道上,驱动机构继续驱动车架将
长方形截面试验段沿竖直的轨道走行至高速风洞试验段安装位置,再将长方形截面试验段
的前过渡段的前端通过销钉和螺钉定位连接在高速风洞的喷管段上、后过渡段的后端通过
销钉和螺钉定位连接高速风洞的栅指段上,完成长方形截面试验段安装。
截面试验段与正方形截面试验段接口相同,能够与正方形截面试验段更替使用,不需要高
速风洞进行其他改造,具有成本低廉、方法可靠、实用性强的优点。
附图说明
具体实施方式
的左右对称的长方形截面试验段,长方形截面试验段包括从前至后顺序连接的前过渡段1、
试验段2和后过渡段3,前过渡段1的前端连接高速风洞的喷管段,后过渡段3连接高速风洞
的栅指段4,长方形截面试验段的前过渡段1和后过渡段3的四壁均采用相同型线的型面过
渡,过渡型面解算方法包括以下步骤:
试验要求,排除不符合要求的曲线,保留符合要求的曲线;
置有与高速风洞的栅指段4连接的接口Ⅱ,接口Ⅱ与正方形截面试验段的对应接口相同。
机构驱动车架沿平行的轨道走行至与高速风洞试验段安装位置平行的位置,长方形截面试
验段保持不动,车架90°转向进入与高速风洞轴线垂直的轨道上,驱动机构继续驱动车架将
长方形截面试验段沿竖直的轨道走行至高速风洞试验段安装位置,再将长方形截面试验段
的前过渡段1的前端通过销钉和螺钉定位连接在高速风洞的喷管段上、后过渡段3的后端通
过销钉和螺钉定位连接高速风洞的栅指段4上,完成长方形截面试验段安装。
尺寸,再经对称型面过渡至2.4米×2.4米的开口尺寸,长方形截面试验段将试验区域后移
了2米。
面曲线的长方形截面试验段流场的速度分布图见图4。
认为三次曲线加工难度低,更容易控制加工精度,决定采用三次曲线作为型面曲线。