風洞實驗
關注創建者：王德超 創建時間：2017-09-03
風洞實驗的視頻教程
基于icem+fluent飛機氣動仿真
本課程從Catia模型處理，到ICEM劃分網格，再到Fluent設置，詳細介紹固定翼飛機(DLR-F6翼身融合體)的氣動仿真過程，并包括各種云圖，壓力系數，氣動力系數的后處理以及和風洞實驗數據的對比，邊界層的處理等，可以得到指定來流速度，攻角，雷諾數的情況下，飛機的升力、阻力、力矩系數，以及機翼各截面位置的壓力系數等流場情況以及氣動力情況！
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基于icem+fluent翼型氣動仿真
本課程從翼型數據處理，到ICEM劃分網格，再到Fluent設置，詳細介紹飛機翼型的氣動仿真過程，并包括云圖，壓力系數，氣動力系數的后處理以及和風洞實驗數據的對比，邊界層的處理等，可以得到指定來流速度，攻角，雷諾數的情況下，翼型的升力、阻力、力矩系數，翼型上下表面壓力系數等流場情況！
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風洞實驗的實例教程
風洞的基本類型：
從流動方式來看
閉口回流式風洞
開口直流式風洞
從風洞試驗段的構造來看
封閉式風洞
敞開式風洞
從風洞的功能來看
航空風洞
建筑風洞
汽車風洞
環境風洞
相對于航空風洞來說，用于土木工程結構的風洞一般都是風速較低的低速風洞，并且通常采用封閉式試驗段。
為了能在風洞中合理模擬大氣邊界層風場，用于土木工程結構的風洞一般擁有較長的試驗段，因此，常被稱為邊界層風洞。
展開 同濟大學地面交通工具風洞中心擁有目前國內唯一的低速氣動－聲學風洞，其在地面交通工具的空氣動力學、氣動聲學、熱力學和數值風洞四個研究方向和研究內容上，長期以來尋求基礎研究上的突破，在關鍵技術和方法上的創新達到國際前沿水平。
本次主辦方是國內知名的NVH技術服務商，在氣動聲學方向建立了基于通用CFD軟件+計算聲學軟件模擬氣動噪聲流程，并為國內多家主機廠提供整車風噪性能開發、發動機艙冷卻風扇降噪、離心風機降噪、空調系統噪聲分析控制等技術服務及人才培養服務。
為響應國內主機廠需求，定于2018年10月19~20日，在上海與同濟大學地面交通工具風洞中心聯合舉辦“整車風噪聲性能開發高級培訓班”。
活動亮點
國內風噪培訓班首創綜合利用同濟大學風洞實驗室、國內主流主機廠、第三方服務商三方資源，從這三者視角出發，給大家提供知識分享的平臺；
同濟大學風洞實驗室與主辦方公司作為“汽車風噪道路試驗標準”、“汽車泄漏噪聲風洞試驗標準”的牽頭單位與參與單位，為與會者分享標準的籌備情況；
同濟大學風洞實驗室首次在國內分享基于大量實車風洞實驗數據及數千核CPU硬件平臺積累的風噪仿真經驗；
風噪培訓班首次提供整車動態密封開發技術的介紹。
培訓日程
培訓時間：2018.10.19~20日（共兩天）
培訓地點：上海（具體地點培訓前一個星期通知）
培訓大綱
講師介紹
培訓費用
會議費用：3900元/人
通過技術鄰參加培訓的用戶可返現100元（50元現金+50元技術鄰課程抵用券）
報名方式
點擊鏈接報名：http://cn.mikecrm.com/RBpgPcE
未盡事宜可咨詢加微信客服：jishulink888，或掃描下方二維碼：
展開 （4）實驗方案的確定。包括試驗風速、風向、時間等。這些可以與實驗人員一起討論完成。最主要的是不要丟項，否則等實驗作完了再去補測就很困難了。
（5）有了上述準備工作，你就可以放心的吹了。不過，還不要掉以輕心，試驗時要隨時觀察各項數據的變化，一旦發現有與原來設想不一樣的地方就要及時查找原因，甚至對實驗方案進行調整。
（6）實驗數據的處理。這是一項技術性很強的工作，一般實驗機構完成。他們會給你提供一份試驗報告，包括具體的風壓系數分布和設計建議等。不過要強調的一點是，在進行具體的抗風設計時，千萬不要完全依賴實驗結果，要有選擇的參考。因為在風洞實驗結果中不可避免的包含了人員及設備的誤差，而且就風洞實驗技術本身來說，目前也有一些不完善的地方。
展開 有利于CFD軟件和風洞實驗的最佳組合的STREAM
“我喜歡scSTREAM的是它與其他軟件的高度兼容性。靈活的輸入輸出功能是另一個優點。我可以選擇。
當我為城市模型的一個區域導入映射數據時，一系列的輸入格式。我還可以創建自己的腳本并執行分析。我們的團隊創建了自己的工具來調整基于網格坐標的分析結果的可視化，使結果看起來平滑“松山先生解釋。他的客戶和業務伙伴不熟悉CFD模擬，他們發現更容易理解可視化分析報告。據松山先生說，優秀的定制能力的scSTREAM使我們與客戶聯系更為緊密。“與Cradle工程師討論絕對有幫助。他們理解我的需求，并具體定制相應的方案。scStream不僅提供方便的定制工具，同時根據用戶的要求，增加了很多便利的功能。
松山先生目前的方法包括聯合風洞測試（圖3）和CFD虛擬仿真（圖4和圖5）。“風洞試驗已經引領了風工程領域，但它正在開始被取代通過計算機模擬。通常，這兩種方法的研究和開發是分開進行的，但我們的團隊合并了這兩種以捕捉兩者的優點，“松山先生解釋道。
圖3. 聯合風洞測試
圖4. 使用scSTREAM整體分析地面周圍建筑表面的速度和壓力分布
圖5. 使用SCSTREAM局部分析地面周圍建筑表面的速度和壓力分布
松山先生指出，風洞試驗和建筑風CFD模擬的輸出分析是完全不同的。風洞試驗用于特定區域的時間歷史分析。由于采用相似規則以實際的100倍的速度推進時間。這意味著10分鐘以上的變化可以在10秒內觀察到。另一方面，CFD的結果在整個空間中以平均值進行計算。比實際慢100倍需要時間。只是在準備上花費時間的風洞實驗需要2個月左右，而CFD則需要幾天到一個月左右的時間才能得到一些結果。
展開 “高超聲速邊界層轉捩機理、預測及控制方法研究”系國家重點研發計劃項目“大科學裝置前沿研究”重點專項項目之一，包括邊界層轉捩風洞實驗研究、轉捩機理與預測方法研究、轉捩建模與控制方法、轉捩模型飛行試驗四個課題。力學所負責邊界層轉捩風洞實驗研究。
此次會議共交流25篇學術報告，包括高超聲速邊界層轉捩的理論、實驗和計算等。力學所5篇報告參與交流，涉及到高超聲速邊界層轉捩的復現風洞實驗、直接數值模擬、新型數值方法、大渦模擬和轉捩控制等方面內容。
會議期間，與會人員參觀了JF-12復現風洞和國際最大的平板、尖錐邊界層轉捩實驗模型（長度均超過3米，一般為1米以內）。
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風洞實驗的相關專題、標簽、搜索
風洞實驗的最新內容
通過與全尺寸油泥模型風洞實驗驗證，穩態GEKO方法風阻系數誤差控制在3%以內，適用于快速優化仿真；SBES方法雖僅完成單工況計算，但展現出更高的絕對精度，可能具備作為關鍵工況高精度驗證的潛力，仍需進一步研究驗證。本研究為基于Fluent的汽車外氣動仿真開發提供了全新的標準化流程。
風洞試驗模型制作和試驗實施的周期長，成本高，因此如何減少風洞實驗次數，提高汽車設計效率，一直是汽車設計及空氣動力學領域研究的重點。</p><p class="ql-align-justify"> 數字風洞即風洞的數字化，是遵循數字孿生理念，通過高保真數值計算、機器學習等技術手段，將物理風洞試驗設施和試驗過程1:1還原到數字世界，從而具備實施高置信數字風洞試驗的能力。
通過與全尺寸油泥模型風洞實驗驗證，穩態GEKO方法風阻系數誤差控制在3%以內，適用于快速優化仿真；SBES方法雖僅完成單工況計算，但展現出更高的絕對精度，可能具備作為關鍵工況高精度驗證的潛力，仍需進一步研究驗證。本研究為基于Fluent的汽車外氣動仿真開發提供了全新的標準化流程。
在汽車主機廠通常需要進行風洞實驗，仿真方法是采用虛擬風洞模擬汽車的空氣動力學，通常這類模型規模較大，并涉及多輪設計變動，需要花費很多時間建模、修改、消耗計算資源和人工。總之、實驗成本較高，仿真也不便宜。
Altair PhysicsAI 是學科中立的，基于幾何深度學習，本質是數據驅動的，不論預測的是結構、電磁還是流體場都可以適用。
飛翼的舵面控制
案例：NASA和佐治亞理工合作RAVEN項目，傾轉旋翼eVTOL 概念機，于2022年完成靜態風洞實驗。
本文僅為概要，完整版白皮書涵蓋：
? 全球噪聲法規對比
? 風洞與聲學實驗室測試全流程
? 振動數據分析案例
? 聲品質研究成果
? 適航噪聲測試案例
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做飛機的風洞實驗，通常只做靜態測試，很少模擬動態變化。
仿真更是如此。
做汽車外氣動仿真時，不得不簡化輪轂結構、刪除輪胎表面花紋、刪除雨刮器、刪除門把手甚至后視鏡等結構。
做飛機機翼的強度仿真時，不得不刪除上表面的渦流發生器、后面的放電針、傳感器的安裝孔等結構。
如果來者不拒全部將其離散，生成的網格量之多，會讓你絕望，讓電腦崩潰。
澳大利亞墨爾本大學的研究人員用市面常見的8個牌子的高爾夫球，在專業的工業級風洞做了實驗，測得阻力系數。
速度較低時，比如風速20米每秒以下，高爾夫球阻力系數普遍高，當風速繼續增加，8個高爾夫球阻力系數分別下降，到30m/s左右的時候，所有高爾夫球阻力系數都降到了光球以下。
這個阻力系數的下降在流體力學中叫“阻力危機”。
需要用一些分析軟件來做前期的分析工作，最后還要通過一些風洞實驗或者一些實驗技術來驗證的分析結果等等。</p><p><br></p><p> 這樣一個高技術門檻的賽道，如果還沒有足夠的認知和經驗，而是冒險性的去做，其實對整個行業來講都不是一個健康的認知。
這種仿真常用于汽車工程中的冷卻系統設計、?空氣流動優化和風洞實驗。?
熱輻射仿真：?主要研究物體通過輻射傳熱的過程，?通過建立輻射傳熱模型和輻射傳熱方程，?模擬物體的輻射行為和輻射熱傳遞。?這種仿真常用于建筑設計中的太陽能熱利用、?能源系統的設計和光學器件研發。?
