空气动力学是研究飞行器或其他物体在与空气或其他气体作相对运动情况下的受力特性、气体运动规律和伴随发生的物理化学变化的学科。空气动力学的发展,在飞机、高铁、汽车等行业有着广泛的应用。
风洞试验、理论研究和科学计算、模型和实物气动试验是空气动力学研究的三个手段。风洞试验可以发现和确认流动现象、探索和揭示流动机理、寻求和了解流动规律,为飞机、高铁、汽车等设计提供气动布局和空气动力学特性数据输入。
风洞试验是在风洞试验段安装试验对象的模型或者实物或其部件,按要求由驱动系统在试验段中产生所需的气流,同时由测量控制系统进行控制和测量,从而研究空气或其他气体流动及其与模型的相互作用,了解实际试验对象的空气动力学特性。
我们为客户提供的风洞测试解决方案主要包含空气动力学、气动声学等方面的测试,我们将根据客户的需求(对象、环境、条件、目标等要素)构建测试系统方案。
风洞试验解决方案主要包括以下几方面内容:
• 传感器系统
• 声学成像系统(气动噪声源识别定位)
• 风洞数据采集与控制系统
传感器系统
在所有的测试测量项目中,传感器的重要性众所周知,因此我们主要选择符合要求的产品为客户构建测试系统。明确测试需求后,会根据客户测试项目和测量参数对传感器进行选型和系统配置,选型过程中将结合风洞测控系统的特点和通用要求。
典型的风洞测试用传感器系统配置如下表所示:
序号 | 传感器类型 | 风洞测试用传感器的特点和通用要求 |
1 | • 压力场麦克风,无通风口前置放大器; • 侧通风,与风洞壁齐平安装; • 适合高频、高幅值测量; | |
2 | 薄型麦克风 | • 与风洞壁齐平安装或者紧贴表面安装; • 厚度薄,风噪低; • 防水防尘; |
3 | 压力传感器 | • 表压、Pabs、动压测量; • 微小型,高灵敏度; • 高谐振频率; |
4 | 多分量力传感器 | • 测力天平; • 动态和准静态力的测量; • 刚度高、响应快、重复性好; |
我们为风洞试验提供的传感器以及适用的试验气流速度范围,如下表所示:
传感器类型 | 型号 | 亚声速 | 跨声速 | 超声速 | 高超声速 |
1/4英寸压力场麦克风 | 378A14 | ü |
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动态声压传感器 | 103B01 | ü | ü |
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112A22 |
| ü | ü |
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小型ICP动压传感器 | 112M362 |
| ü | ü |
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微型ICP压力传感器 | 132B38 |
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| ü |
三轴石英力环 | 260A01 | ü | ü | ü | ü |
表面麦克风 | 130B40 | ü | ü |
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声学成像系统
风洞试验(声学风洞)是研究气动噪声产生机理的重要试验手段,也是对气动降噪改善设计进行验证的有效方法。通过气动声学试验,对产生气动噪声源的位置或部件进行有效的识别和定位,并得到频谱数据和声压级的空间分布,为减振降噪提供改善和设计依据。
声源定位技术(声学成像系统)在气动噪声测试测量领域的应用已经越来越广泛,不同的用户对该技术的应用有着不同层次的需求,我们对声源定位技术有着丰富的研究与积累,可以根据客户需求定制专属的测试测量解决方案,提升试验效率与投入产出比。我们能为客户提供:
• 根据风洞测试需求,例如风速修正、成像算法、空间分辨率、数据管理等,提供符合要求的现有产品。
• 对客户已有声学成像系统进行改善、升级、换代等服务,包括阵型设计、阵列改善、通道扩展、算法改善等。
• 三维阵列的交钥匙工程服务。
风洞数据采集与控制系统
风洞数据采集与控制系统简称风洞测控系统,主要包括:测量处理系统、控制与监测系统、计算机及网络系统、测控软件等子系统。我们主要为客户提供定制开发的测量处理子系统,该系统由传感器、信号调理单元、数据采集测量装置和数据处理系统等组成,该子系统接入主控系统后,在计算机的控制和管理下对风洞试验数据进行采集、测量、分析和处理。
测量处理系统的设计输入主要源于客户的技术指标、参数配置、系统功能等;而系统的开发基于成熟的系统开发工程环境,例如LabVIEW等。