2010年4月9日
莱特兄弟的风洞
直流式风洞的主要组成
2010年4月9日
回流式风洞的主要组成
2010年4月9日
2010年4月9日
试验段——整个风洞的 核心
2010年4月9日
试验段截面气动外形的选择原则
在满足试验要求的前提下，采用最小的截面面 积，以减小主电机功率；在给定截面面积的情况下， 其截面特性应尽可能有利于复现汽车模型的绕流特性， 以使风洞的洞壁干扰降至最低。
结构复杂，占地面积大， 建造成本高
2010年4月9日
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汽车风洞分类
按照试验段的型式
2010年4月9日
开式 闭式
开式
闭式
半开式
半开式（槽壁式）
2010年4月9日
表征风洞特征的基本参数
试验段的最大气流速度 试验段的横截面积 试验段流场性能（风速均匀性，紊流
度等）
世界主要风洞参数表
2010年4月9日
2010年4月9日
7.1 汽车空气动力学试验的重要 作用
1.从绪论中提到空气动力学是一门试验科学，许多
结论都来自试验数据的分析和推理。（先有试验， 后有理论，然后再通过理论指导实践）
2.尽管基于流体力学的航空空气动力学对汽车空气
动力学有一定的指导作用，但由于汽车周围流场存 在着复杂的气流分离现象，难以象飞机那样进行模 拟计算，因此汽车的空气动力学研究主要以风洞试 验为基础。 好处：
厂家 启用
风洞类别
（国） 年份 回路 试验段
收缩 比
最大 风速 km/h
试验 段面 积/m2
风速均 匀性
紊流 度
通用 （美）
1980
回路
闭式
5.0
240
65.9
－
－
MIRA （英）
1960
直流
闭式
1.5
140
34.9
±2
0.8
大众 （德） 1967
回流
开式
4
180
37.5
±1.2
0.6
菲亚特 （意）
1. 通过试验揭示汽车周围复杂流场的流动本质 2. 验证汽车空气动力学理论分析和数值计算结果
二、汽车空气动力学开发程序（设计步骤）
Audi100C3
汽 车 设 计 过 程 中 的 空 气 动 力 学 程 序
7.2 汽车风洞
2010年4月9日
汽车风洞是一种按一定要求建造的管道。它利用动力装置产 生可以调节的气流，能够模拟或基本模拟大气流场的状态，以供汽 车进行空气动力学试验。
风洞发展历程
2010年4月9日
1.国外风洞概况
1871 英国 弗兰克 H 维纳姆（Hrank H.Wenhan ） 建造了世界上第一座风洞。
莱特兄弟(美)利用风洞发明了世界上第一架实用 飞机
埃菲尔（法）开口式 普朗特（德）闭口回流，哥廷根空气动力研究院 美国NASA（Ames），世界最大风洞， 24.4m×36.6m， 苏联，日本
中国空气动力学的掌门人： 庄逢甘
跨声速风洞项目获国家大奖 2010年4月9日
2003年03月22日10:24 人民网-人民日报海外版
据新华社成都3月21日电(奚启新、蒲国永)我国自主设计建设 的亚洲最大跨声速风洞项目日前获得国家科技进步一等奖，它 标志着我国跨声速空气动力研究能力已经达到世界一流水平。 我国自主设计建设的大型跨声速风洞，是我国航空航天事业实 现跨越式发展的关键性基础工程，是目前亚洲最大的跨声速引 射式风洞。风洞采用了当代最新技术，结构设计等主要技术达 到世界先进水平，从1999年12月通气试车以来，各项性能指标 稳定可靠，模拟状态更接近真实飞行条件，获取了众多空气动 力学领域的创新成果，特别是对我国载人航天工程和新型武器 装备研制发挥了重要作用。
3.66 200 17.5
－
205/8 －
3
－
198 27.6
－
300 km/h
11
－
±1 ±0.5
－
紊流 度
0.1
－
0.2
－
0.1
－ －
汽车风洞的外观
2010年4月9日
2010年4月9日
同济大学汽车风洞
总投资近5个亿。 两座风洞：
空气动力学低噪声整车风洞 A=27m2
热环境整车风洞 A=7/14 m2
阻塞比＝模型的正投影面积/试验段横截面积
试验段的截面形状
截面A是航空风洞常用的截面外形，为
对称的切角矩形
截面B为半圆形 截面C为非对称切角矩形（C截面和B截
面的面积相等）。
B、C 较适合汽车风洞试验
2010年4月9日
转盘
2010年4月9日
2.国内风洞概况
2010年4月9日
1936年，清华大学建成国内第一座风洞 1958年，哈军工 1978年，CARDC，亚洲最大风洞，8m×6m，12m×16m 1999年， CARDC，建成具有世界规模的跨声速风洞 2004年，吉林大学，国内首座汽车专用风洞 2007年，同济大学，国内首个地面交通工具风洞中心 ……
1976
回流
开式4ຫໍສະໝຸດ 20030.0±1
0.1
平宁法
利纳 1972 回流 半开式
7
150
11.8
±0.5
0.3
（意）
宝马 （德）
1981
回流
槽闭式
－
180
20.0
－
－
世界主要风洞参数表
2010年4月9日
厂家 启用 （国） 年份
NRC （加）
1970
日产 （日）
1988
奔驰 （德）
1976
丰田 （日）
1970
汽车空气动力学
汽车空气动力学研究所 胡兴军
hxj@
2010年4月9日
汽车空气动力学试验
7.1 7.2 7.3 7.4 7.5 7.6 7.7 7.8
汽车空气动力学试验的重要作用 汽车风洞 汽车空气动力学试验的基本方法 汽车风洞试验技术 风洞试验测试仪器 流态显示试验方法 汽车风洞试验模型 空气动力学道路试验
JARI （日）
1976
沃尔沃 （瑞） 1986
奥迪 (德)
1999
风洞类别 回路 试验段
回流 闭式 回流 开式 回流 闭式 回流 闭口 直流 闭式
回流 槽壁式 回流 半开式
收缩 比
最大 风速 km/h
试验 段面 积/m2
风速均 匀性
6
200 83.6 ±1
－
250 28
±1.5
－
270 32.6 ±1
汽车风洞分类
直流式风洞
（吸入式和吹出式）
优点：结构简单，成本低。
缺点：风扇功率大，空气温 度、湿度难以保持恒定， 流场品质受外界干扰。
2010年4月9日
直流式风洞 又称为
艾菲尔式风洞
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汽车风洞分类
回流式（哥廷根式）风洞
优点： a）风扇功率小（气流
能量可以再利用） b）空气温度和湿度可
以保持恒定。 缺点：