一種旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法
【專利摘要】一種旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法，屬于一種直流開口式低速風(fēng)洞設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。其特征在于，進(jìn)氣室(1)采用弧形設(shè)計(jì)并安裝格柵(2)，穩(wěn)定段(3)入口采用喇叭開口形狀設(shè)計(jì)并安裝整流裝置—蜂窩器(4)和阻尼網(wǎng)(5)，收縮段(6)選用合適的收縮曲線類型和收縮比，收縮段后布置等直段(7)。本發(fā)明的有益效果：采用進(jìn)氣室平直氣流，穩(wěn)定段分割打散漩渦，收縮段加速氣流，平直段穩(wěn)定氣流的方法，對(duì)氣流從外界環(huán)境到試驗(yàn)段的各個(gè)階段進(jìn)行均勻性和降低湍流度處理，大大降低了旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)在低速吹風(fēng)狀態(tài)的氣流湍流度。
【專利說明】一種旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本普通發(fā)明屬于一種直流開口式低速風(fēng)洞設(shè)計(jì)【技術(shù)領(lǐng)域】。

【背景技術(shù)】
[0002]旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)是為完成直升機(jī)吹風(fēng)試驗(yàn)而設(shè)計(jì)的直流開口式低速風(fēng)洞，由洞體、動(dòng)力系統(tǒng)、風(fēng)扇、駐室(試驗(yàn)段)和輔助系統(tǒng)等部分組成，工作時(shí)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)風(fēng)扇，帶動(dòng)外界空氣從進(jìn)氣室流經(jīng)穩(wěn)定段、收縮段，到達(dá)試驗(yàn)段，然后由集氣段、擴(kuò)散段、動(dòng)力段和排氣段排出到外界環(huán)境。旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)主要功能是為旋翼/機(jī)身模型吹風(fēng)試驗(yàn)提供穩(wěn)定的、滿足試驗(yàn)要求的流場(chǎng)，而低湍流度指標(biāo)是流場(chǎng)品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。在試驗(yàn)過程中，氣流的湍流度指標(biāo)容易受外界大氣條件的影響，低風(fēng)速狀態(tài)尤為嚴(yán)重。目前國內(nèi)大型風(fēng)洞穩(wěn)定的吹風(fēng)風(fēng)速在10m/S以上，其湍流度指標(biāo)是針對(duì)中高吹風(fēng)速度，而旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)為直升機(jī)專用低速風(fēng)洞，5m/s?10m/S的低風(fēng)速為常用試驗(yàn)風(fēng)速。因此有必要根據(jù)旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)的要求，分析影響湍流度的因素，綜合采用多種低湍流度設(shè)計(jì)技術(shù)來保證試驗(yàn)段氣流湍流度達(dá)到或者優(yōu)于ε <0.2%的設(shè)計(jì)要求。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的:
[0004]本發(fā)明的目的:提供一種旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)技術(shù)，采用本技術(shù)方案設(shè)計(jì)的旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)可以大大降低了試驗(yàn)段氣流的湍流度。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)方案:
[0006]一種旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法，進(jìn)氣室I采用弧形設(shè)計(jì)并安裝格柵2，穩(wěn)定段3入口采用喇叭開口形狀設(shè)計(jì)并安裝整流裝置一蜂窩器4和阻尼網(wǎng)5，收縮段6選用合適的收縮曲線類型和收縮比，收縮段后布置等直段7。
[0007]所述在穩(wěn)定段3入口安裝整流裝置的具體方法為:在穩(wěn)定段3內(nèi)入口安裝蜂窩器4導(dǎo)直氣流和分割氣流中的大漩渦，蜂窩器4的通道選用正六邊形，長度I和通道口徑Mh之比Vmh = 10?14 ;在蜂窩器4下游安裝阻尼網(wǎng)5降低氣流的湍流度，阻尼網(wǎng)5開孔率β=0.5?0.8，采用四層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)后的氣流湍流度降低到網(wǎng)前的10%?20%。
[0008]所述收縮段6的收縮比:穩(wěn)定段與試驗(yàn)段截面積之比選用6?8 ;收縮段6型面曲線類型:收縮段6采用曲率分布較為均勻的雙三次方曲線的收縮曲線，而不采用常用維辛斯基曲線，使得收縮段6后的湍流度降低到收縮段6前的1/3?1/4。
[0009]所述收縮段6后部布置了一段等直段7,長度為1.5?3m。
[0010]本發(fā)明的有益效果:采用進(jìn)氣室平直氣流，穩(wěn)定段分割打散漩渦，收縮段加速氣流，平直段穩(wěn)定氣流的方法，對(duì)氣流從外界環(huán)境到試驗(yàn)段的各個(gè)階段進(jìn)行均勻性和降低湍流度處理，大大降低了旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)在低速吹風(fēng)狀態(tài)的氣流湍流度。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0011]圖1旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低瑞流度設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)組成圖
[0012]進(jìn)氣室1、格柵2、穩(wěn)定段3、蜂窩器4、阻尼網(wǎng)5、收縮段6、等直段7

【具體實(shí)施方式】
[0013]本方案的發(fā)明是采用以下設(shè)計(jì)方法進(jìn)行設(shè)計(jì):進(jìn)氣室I采用弧形設(shè)計(jì)并安裝格柵2，穩(wěn)定段3入口采用喇叭開口形狀設(shè)計(jì)并安裝整流裝置一蜂窩器4和阻尼網(wǎng)5，收縮段6選用合適的收縮曲線類型和收縮比，收縮段后布置等直段7。
[0014]該方案具體實(shí)施設(shè)計(jì)方法分為以下幾個(gè)方面:
[0015]I)進(jìn)氣室安裝格柵
[0016]進(jìn)氣室I采用弧形設(shè)計(jì)，兩端與穩(wěn)定段3入口相連形成封閉外形，能夠有效增大進(jìn)氣通量和減小自然風(fēng)的影響；同時(shí)，在進(jìn)氣室I立柱之間安裝條形格柵2，對(duì)外界進(jìn)入的氣流進(jìn)行平直和整流。
[0017]2)穩(wěn)定段安裝整流裝置
[0018]穩(wěn)定段3入口采用喇叭口形狀，能夠更有效讓進(jìn)氣室I內(nèi)的空氣進(jìn)入穩(wěn)定段3 ;同時(shí)，由于外界空氣通過進(jìn)氣室I進(jìn)入穩(wěn)定段3后不僅速度和方向是不均勻的，而且湍流度也是較高的，甚至還存在大尺度的旋渦，因此本設(shè)計(jì)采取以下措施提高進(jìn)入收縮段6前的氣流的均勻性及降低其湍流度:
[0019]1.在穩(wěn)定段3內(nèi)入口安裝蜂窩器4導(dǎo)直氣流和分割氣流中的大漩渦，蜂窩器4的通道選用正六邊形，長度I和通道口徑Mh之比1/Mh = 12.5 ；
[0020]i1.在蜂窩器4下游安裝阻尼網(wǎng)5降低氣流的湍流度，阻尼網(wǎng)5開孔率β =0.56，采用四層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得四層網(wǎng)后的氣流湍流度降低到網(wǎng)前的12%。
[0021]3)收縮段選用合適的收縮比和收縮曲線
[0022]收縮段6除了將氣流均勻加速作用外，還有改善氣流均勻性和降低湍流度的作用，其性能主要決定于收縮比和收縮段型面曲線類型。因此，本設(shè)計(jì)采用以下措施提高收縮段的性能:
[0023]1.收縮比，即穩(wěn)定段3與試驗(yàn)段截面積之比選用7.5 ；
[0024]i1.收縮段6采用曲率分布較為均勻的雙三次方曲線的收縮曲線，而不采用常用維辛斯基曲線，使得收縮段6后的湍流度降低到收縮段6前的1/4。
[0025]4)收縮段后布置等直段
[0026]由于收縮段6型面曲線選用雙三次曲線，為了避免收縮段6出口加速度過度而影響試驗(yàn)段流場(chǎng)均勻性和湍流度，在收縮段6后部布置了一段等直段7，長度為2.5m。
【權(quán)利要求】
1.一種旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法，進(jìn)氣室(I)采用弧形設(shè)計(jì)并安裝格柵(2)，穩(wěn)定段(3)入口采用喇叭開口形狀設(shè)計(jì)并安裝整流裝置一蜂窩器(4)和阻尼網(wǎng)(5)，收縮段(6)選用合適的收縮曲線類型和收縮比，收縮段后布置等直段(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述在穩(wěn)定段(3)入口安裝整流裝置的具體方法為:在穩(wěn)定段(3)內(nèi)入口安裝蜂窩器(4)導(dǎo)直氣流和分割氣流中的大漩渦，蜂窩器(4)的通道選用正六邊形，長度I和通道口徑Mh之比1/Mh=10?14 ;在蜂窩器⑷下游安裝阻尼網(wǎng)(5)降低氣流的湍流度，阻尼網(wǎng)(5)開孔率β =0.5?0.8，采用四層網(wǎng)結(jié)構(gòu)，使得網(wǎng)后的氣流湍流度降低到網(wǎng)前的10%?20%。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述收縮段(6)的收縮比:穩(wěn)定段與試驗(yàn)段截面積之比選用6?8 ;收縮段(6)型面曲線類型:收縮段(6)采用曲率分布較為均勻的雙三次方曲線的收縮曲線，而不采用常用維辛斯基曲線，使得收縮段(6)后的湍流度降低到收縮段(6)前的1/3?1/4。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的旋翼氣動(dòng)試驗(yàn)臺(tái)低湍流度設(shè)計(jì)方法，其特征在于，所述收縮段(6)后部布置了一段等直段(7)，長度為1.5?3m。
【文檔編號(hào)】G01M9/02GK104316286SQ201410424592
【公開日】2015年1月28日 申請(qǐng)日期:2014年8月26日 優(yōu)先權(quán)日:2014年8月26日
【發(fā)明者】易暉, 吳雙金, 湯永, 張文靜, 馬子生, 袁明川 申請(qǐng)人:中國直升機(jī)設(shè)計(jì)研究所