现代监控量测新技术 课程讲义 授课人： 许福友 单位：大连理工大学建设工程学部 编制日期：2016年11月1日
现 代 监 控 量 测 新 技 术 课 程 讲 义 授课人： 许福友 单 位：大连理工大学 建设工程学部 编制日期： 2016 年 11 月 1 日
第一章：边界层风洞概述 风洞是指在一个按一定要求设计的管道系统内，采用动力装置驱动可控制的 气流，根据运动的相对性和相似性原理进行各种气动力试验的设备，如图1-1 所示，主要有循环式和开口式风洞两类。图1-2为大连理工大学风洞实验室外观。 图1-1风洞布置示意图 图1-2大连理工大学风洞外观 风洞是空气动力学研究和飞行器验证、大型土木工程结构抗风设计的最基本 的试验设备。主要特点： (1)风洞中的气流参数，如速度、演练、密度、温度等，都可以比较准确 地控制，并且随时可以改变、因而风洞试验可以方便、可靠地满足各种试验要求： (2)风洞试验在室内进行，一般不受大气环境（如季节、昼夜、风雨、气 温等)变化的影响，可以连续进行试验，因而风洞的利用率很高：
第一章：边界层风洞概述 风洞是指在一个按一定要求设计的管道系统内，采用动力装置驱动可控制的 气流，根据运动的相对性和相似性原理进行各种气动力试验的设备，如图 1-1 所示，主要有循环式和开口式风洞两类。图 1-2 为大连理工大学风洞实验室外观。 图 1-1 风洞布置示意图 图 1-2 大连理工大学风洞外观 风洞是空气动力学研究和飞行器验证、大型土木工程结构抗风设计的最基本 的试验设备。主要特点： （1）风洞中的气流参数，如速度、演练、密度、温度等，都可以比较准确 地控制，并且随时可以改变、因而风洞试验可以方便、可靠地满足各种试验要求； （2）风洞试验在室内进行，一般不受大气环境（如季节、昼夜、风雨、气 温等）变化的影响，可以连续进行试验，因而风洞的利用率很高；
(3)风洞试验时，试验数据的测力既方便又准确，而且比较安全： (4)风洞试验可以测试结构物的空气精力性能和动力性能： 风洞试验的不足之处主要包括： (1)风洞试验不能同时满足相似率所提出的所有相似准则，如雷诺数等： (2)风洞试验中，气流是有边界的，不可避免地存在洞壁的影响，称为洞 壁干扰。同时，模型支撑系统会影响模型流场，称为支架干扰，这些都影响流场 的几何相似
（3）风洞试验时，试验数据的测力既方便又准确，而且比较安全； （4）风洞试验可以测试结构物的空气精力性能和动力性能； 风洞试验的不足之处主要包括： （1）风洞试验不能同时满足相似率所提出的所有相似准则，如雷诺数等； （2）风洞试验中，气流是有边界的，不可避免地存在洞壁的影响，称为洞 壁干扰。同时，模型支撑系统会影响模型流场，称为支架干扰，这些都影响流场 的几何相似
第二章：风洞试验类型 风洞试验按不同的标准划分，有不同的分类。按被测量的参数类型划分，主 要有测速试验、测振试验、测力试验和测压试验。 2.1测速试验 风速测定有多种方法和仪器设备，对于均匀流速，可以采用皮托管（图2-1） 和微压计（图2-2）测量。对于高频脉动风速，可以采用热线风速仪（图2-3和 2-4)来测试。热线风速仪测试精度高，但容易损坏，且需要多次标定。可以采 用眼镜蛇脉动风速仪（图2-5）来测三维脉动风速。图2-6是风洞三维脉动风速 仪流场测试照片，图27是典型脉动风速时程。 p. 图2-1皮托管测风速示意图 水柱调节转留 平衡现察窗 图2-2微压计
第二章：风洞试验类型 风洞试验按不同的标准划分，有不同的分类。按被测量的参数类型划分，主 要有测速试验、测振试验、测力试验和测压试验。 2.1 测速试验 风速测定有多种方法和仪器设备，对于均匀流速，可以采用皮托管（图 2-1） 和微压计（图 2-2）测量。对于高频脉动风速，可以采用热线风速仪（图 2-3 和 2-4）来测试。热线风速仪测试精度高，但容易损坏，且需要多次标定。可以采 用眼镜蛇脉动风速仪（图 2-5）来测三维脉动风速。图 2-6 是风洞三维脉动风速 仪流场测试照片，图 2-7 是典型脉动风速时程。 图 2-1 皮托管测风速示意图 图 2-2 微压计
安装方向指示标记 热线（膜） 引出线 绝缘支杆 针脚 正面 安装方向指示标远 热线 引出线 侧面 针胸 图2-3热线风速仪示意图 图2-4热线风速仪测量系统 Body Head Stem
图 2-3 热线风速仪示意图 图 2-4 热线风速仪测量系统