常规直流式低速风洞的气动设计

石领先 焦园圆 叶迎春 谷倩倩

1.滨州学院航空工程学院，山东 滨州 256603

2.山东省航空材料与器件工程技术研究中心，山东 滨州 256603

3.滨州市航空光电材料与器件重点实验室，山东 滨州 256603

空气动力学是发展航空、航天和其他工业技术的基础科学。研究空气动力问题，方法无非是理论分析或者试验[1]，单纯通过理论或者解析方法是不现实的。目前，在飞行器气动分析领域，国内外使用的是商用计算流体动力学（CFD）软件包中的Fluent软件。它是大型通用有限元分析软件ANSYS系列产品中的流体模块。在飞机设计时，完全依靠理论计算是不现实的，真正可信的空气动力数据常常来源于风洞试验[2]。

1 风洞的型式选择

常规低速风洞的型式包括直流式、回流式2种，各有优缺点。在具体设计时，一般都是依据经费以及试验目的来决定风洞型式。和回流式风洞相比，直流式的优点是结构较简单、体积较小、花费较低，便于做带内燃机的试验，便于做用烟进行流动显示的试验[2]。与开口试验段相比，闭口的优点是能量损失较少，运转功率较低。因此，如果没有特殊的需要（如降落伞试验），那么国内外的先进常规低速风洞一般设计成闭口试验段[3]。因此，本风洞型式选用直流式，试验段构型选用闭口。

2 风洞的气动设计

常规直流式低速风洞的气动设计如图1所示。

图1 常规直流式低速风洞的气动原理图

2.1 试验段

在进行风洞气动设计时，先确定试验段的截面形状和尺寸。这与试验模型的加工制造及安装等密切相关[4]。……