一种用拉法尔管均匀风洞风场的方法

摘要

本发明公开了一种用拉法尔管均匀风洞风场的方法，包括如下步骤：（1）将网格的边界层的厚度δ均分为n+1等分，并且将风洞横截面进行边长为a的网格划分，同时依据边界层厚度δ确定边界层网格与非边界层网格，使用风速仪测出每一个网格中心点的风速v_ij；（2）将包围非边界层的网格确定为第一风速圈，包围第一风速圈为第二风速圈，依次类推得包围第k-1风速圈的为第k风速圈；（3）设第k风速圈的平均风速为从而有（4）将设计好的拉法尔管安装在相应的网格内。本方法简单快捷，建设成本低，创新性强，能有效提高风洞实验结果的精确性，为今后相关风洞实验精确性提供重要的参考和依据。

主权项

一种用拉法尔管均匀风洞风场的方法，其特征在于包括如下步骤：(1)将网格的边界层的厚度δ均分为n+1等分，并且将风洞横截面进行边长为a的网格划分，同时依据边界层厚度δ确定边界层网格与非边界层网格，使用风速仪测出每一个网格中心点的风速v_ij；(2)将包围非边界层的网格确定为第一风速圈，包围第一风速圈为第二风速圈，依次类推得包围第k‑1风速圈的为第k风速圈；(3)设第k风速圈的平均风速为从而有＝第k风速圈上所有网格的风速之和/第k风速圈上的网格数；(4)设计拉法尔管，拉法尔管包括稳定段L₀、收缩段L₁、喉部D_cr、扩张段L₂；喉部的直径D_cr设计：将风洞内的主流速度定为基准速度U，在低风速下，有第k风速圈的拉法尔管的喉部的直径D_cr，其中稳定段设计：第k风速圈的稳定段L_ok＝10×D_cr；收缩段和扩张段角度设计：在低风速下，取收缩段α＝30°，扩张段β＝5°；α表示收缩段的锥顶角，β指扩张段的锥顶角；收缩段和扩张段长度设计：收缩段和扩张段的长度计算公式：L₁＝(D₀‑D_cr)/2×ctg(α/2)L₂＝(D₂‑D_cr)/2×ctg(β/2)a＝D₀；$D_2=1.7*\pi *\frac{1}{4}*{D_{\mathrm{crk}}}^2$其中，D0为拉法尔管的入口直径，D2为拉法尔管出口直径；收缩比：在低风速下，拉法尔管的稳定段和收缩段相当于普通的收缩喷管；喉部设计：拉法尔管的喷管流道断面形状为圆形，同时对于收缩段和扩张段均采用锥形喷管，喉部曲率半径等于或大于喉部半径Rcr；(5)按以上步骤设计好每个风速圈所需的拉法尔管的各项参数，将拉法尔管安装在相应的网格内，安装时，各风速圈的拉法尔管的稳定段入口处于同一平面；所述步骤(1)中n＝[δ/v]，[δ/v]表示不超过δ/v的最大整数，a＝δ/(n+1)；其中，v指风洞中的主流风速。