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目录 1

绪论 1

第1章 风洞设备 7

1.1 概述 7

1.2 低速风洞 9

1.2.1 FL-12风洞 10

1.2.2 FL-13风洞 13

1.2.3 FL-14风洞 16

1.2.4 FL-8风洞 19

1.2.5 FD-09风洞 23

1.2.6 NF-3风洞 25

1.2.7 NH-2风洞 29

1.2.8 北大φ2.25m风洞 32

1.2.9 DFD-03风洞 35

1.3 跨超声速风洞 37

1.3.1 FL-21风洞 37

1.3.2 FL-23风洞 40

1.3.3 FL-24风洞 43

1.3.4 FL-26风洞 46

1.3.5 FL-1风洞 52

1.3.6 FL-2风洞 55

1.3.7 FL-7风洞 59

1.3.8 FD-06风洞 62

1.3.9 FD-08风洞 64

1.3.10 CG-01风洞 67

1.3.11 NH-1风洞 72

第2章 模型及其支撑系统 76

2.1 概述 76

2.2 模型 76

2.2.1 低速风洞试验模型 76

2.2.2 亚跨超声速风洞试验模型 91

2.3.1 低速风洞模型支撑系统 110

2.3 模型支撑系统 110

2.3.2 亚跨超声速风洞模型支撑系统 126

第3章 空气动力天平 136

3.1 机械天平 136

3.1.1 概述 136

3.1.2 机械天平的干扰 137

3.1.3 机械天平的调整 153

3.2 应变天平 156

3.2.1 概述 156

3.2.2 应变天平测量及力和力矩的分解原理 157

3.2.3 应变天平元件 165

3.2.4 应变天平连接件 177

3.2.5 应变计 179

3.2.6 应变天平电路补偿 181

3.2.7 应变天平使用与维护 182

3.3 天平的校准 184

3.3.1 概述 184

3.3.2 天平的静态校准 185

3.3.3 天平的动态校准 198

3.4.3 跨超声速风洞使用的应变天平 200

3.4.5 应变天平校准设备 200

3.4.4 天平使用的应变计 200

3.4.2 低速风洞使用的应变天平 200

3.4.1 低速风洞使用的机械天平 200

3.4 附表 200

第4章 流场校测与标模试验 216

4.1 概述 216

4.2 流场校测 216

4.2.1 低速风洞流场校测项目 216

4.2.2 低速风洞流场品质要求 217

4.2.3 低速风洞流场校测方法与数据处理 218

4.2.4 跨超声速风洞流场校测项目 229

4.2.5 跨超声速风洞流场品质要求 229

4.2.6 跨超声速风洞流场校测方法与数据处理 231

4.3.1 低速风洞标模 240

4.3 标模试验 240

4.3.2 低速风洞标模试验方法与数据处理 243

4.3.3 低速风洞标模试验结果 246

4.3.4 低速风洞测力精度要求 250

4.3.5 跨超声速风洞标模 251

4.3.6 跨超声速风洞标模试验方法与数据处理 258

4.3.7 跨超声速风洞标模试验结果 261

4.3.8 跨超声速风洞测力精度要求 275

5.1.1 风洞测控系统 277

5.1.2 风洞测控技术的发展 277

5.1 概述 277

第5章 测控系统 277

5.2 风洞测控系统的特点和一般要求 280

5.3 风洞的测量和控制参数 281

5.3.1 风洞的测量参数 281

5.3.2 风洞的控制参数 283

5.4 风洞测控系统的典型形式 283

5.4.1 集中控制系统（CCS） 283

5.4.2 分散控制系统（DCS） 284

5.4.3 现场总线控制系统（FCS） 284

5.5 数据采集系统的技术指标、配置及参数选择 286

5.5.1 主要技术指标 286

5.5.2 系统配置和参数选择 287

5.5.3 数据采集系统的定期检定 294

5.6 风洞的控制和运行监测系统 295

5.6.1 风速或M数控制 295

5.6.2 模型姿态角控制 297

5.6.3 风洞运行的监控系统 299

5.7 计算机及网络系统 300

5.7.1 系统硬件 300

5.7.2 系统软件 301

6.1 风洞试验程序 303

6.1.1 试验前的准备 303

第6章 试验程序和试验方法 303

6.1.2 试验实施 306

6.1.3 试验后的工作 307

6.2 全模型测力试验 308

6.2.1 相似参数 309

6.2.2 模型与试验设备 309

6.2.3 试验方法 309

6.2.4 模型表面边界层的固定转捩 313

6.2.5 坐标轴系和对应坐标轴的空气动力、力矩及其系数 314

6.2.6 试验数据处理 315

6.2.7 试验曲线绘制 328

6.3.1 试验方法 333

6.3 半模型试验 333

6.3.2 半模型试验中一些参数的确定 336

6.3.3 缝隙的影响及其消除方法 337

6.3.4 半模型试验举例及初步结论 337

6.4 模型表面压力分布试验 338

6.4.1 测压模型的技术要求 339

6.4.2 试验方法 340

6.4.3 数据处理 340

6.4.4 表面压力分布测量的新方法 342

6.5 二维翼型试验 343

6.5.1 试验方法 343

6.5.2 侧壁边界层的影响及修正 347

6.6 地面效应试验 348

6.6.1 试验方法 348

6.6.2 数据处理与修正 350

6.7 铰链力矩试验 350

6.7.1 试验方法 350

6.7.2 对模型的技术要求 351

6.7.3 铰链力矩试验天平 352

6.7.4 数据处理 353

6.8 进气道试验 356

6.8.1 试验方法 356

6.8.3 数据处理 357

6.8.2 进气道出口流场畸变测量 357

6.8.4 试验曲线绘制 362

6.9 通气模型测力试验 364

6.9.1 模型 364

6.9.2 试验方法 365

6.9.3 数据处理 365

6.9.4 流量系数ψ对气动系数的影响 366

6.9.5 通气模型与堵锥模型试验结果比较 366

6.10 喷流试验 369

6.10.1 模拟参数的选择 369

6.10.2 试验方法 370

6.10.3 数据处理 373

6.11 喷气式飞机的动力模拟试验 374

6.11.1 引射式动力模拟器（EPES）法 375

6.11.2 涡轮动力模拟器（TPS）法 376

6.12 螺旋桨飞机的动力模拟试验 378

6.12.1 相似参数 378

6.12.2 试验方法 378

6.12.3 两种试验方法的气动系数比较 380

6.12.4 支架与洞壁干扰修正 381

6.12.5 试验所需专用设备 381

6.13 降落伞试验 381

6.13.3 试验设备 382

6.13.1 相似参数 382

6.13.2 模型 382

6.13.4 试验方法 385

6.13.5 试验数据修正 387

6.14 弹射救生装置试验 387

6.14.1 模型 388

6.14.2 模型支撑与试验 388

6.14.3 数据处理与修正 389

6.15 外挂物测力试验 389

6.15.1 试验方法 389

6.15.3 外挂标模的试验结果 390

6.15.2 数据处理 390

6.16 外挂物投放试验 393

6.16.1 相似准则 393

6.16.2 模型与支架 395

6.16.3 试验装置 395

6.16.4 试验方法 397

6.16.5 试验结果 399

6.17 外挂物轨迹捕获试验 400

6.17.1 试验原理 401

6.17.2 试验方法 401

6.17.3 试验模型与试验设备 402

6.17.4 数据处理 406

6.17.5 典型试验结果 408

6.18 非定常压力分布试验 411

6.18.1 风洞和模型 411

6.18.2 动态压力传感器的选择、安装和校准 412

6.18.3 试验方法 413

6.18.4 数据处理 414

6.18.5 典型试验结果 415

6.19 抖振试验 416

6.19.2 模型 417

6.19.1 风洞 417

6.19.3 抖振试验用仪器及分析系统 418

6.19.4 抖振边界测量 419

6.19.5 抖振深入特性研究 420

6.19.6 抖振载荷测量 422

6.20 颤振试验 423

6.20.1 相似准则 423

6.20.2 模型 424

6.20.3 模型的支撑 425

6.20.4 风洞和模型的防护 427

6.20.5 试验方法 427

6.20.6 数据处理及典型试验结果 429

6.21 动导数试验 430

6.21.1 相似参数 430

6.21.2 模型及支撑 430

6.21.3 试验方法 431

6.21.4 试验装置 431

6.21.5 试验原理及试验数据处理 434

6.22 大迎角非定常试验 440

6.22.1 大迎角俯仰振荡试验 440

6.22.2 大迎角机翼摇滚试验 445

6.23.2 相似参数 447

6.23.1 试验原理 447

6.23 旋转天平试验 447

6.23.3 旋转天平试验装置 448

6.23.4 模型和支撑 449

6.23.5 试验方法和数据处理 449

6.23.6 试验内容与试验结果 450

6.24 马格努斯效应试验 452

6.24.1 相似参数 453

6.24.2 试验方法 453

6.24.3 试验模型 454

6.24.4 天平 455

6.24.5 试验结果 457

6.25 直升机试验 459

6.25.1 相似参数 460

6.25.2 试验模型 460

6.25.3 直升机试验台 461

6.25.4 直升机试验程序 463

6.25.5 几种常用的直升机试验方法 464

6.25.6 数据处理与修正 466

6.25.7 试验结果 467

第7章 流动显示与测量 469

7.1 概述 469

7.2 烟流法 471

7.3 氦气泡法 473

7.4 油流法 474

7.5 丝线法 476

7.5.1 丝线流动显示的基本问题 477

7.5.2 常规丝线法与荧光微丝法、流动锥法 478

7.5.3 丝线法的其他应用 479

7.6 升华法 479

7.7 液晶法 480

7.7.1 液晶流动显示的基本问题 480

7.7.2 液晶流动显示技术的应用 481

7.8.1 阴影法的基本原理和试验装置 482

7.8 阴影法 482

7.8.2 阴影法流动显示技术的应用 484

7.9 纹影法 484

7.9.1 纹影法的基本原理和试验装置 484

7.9.2 纹影法流动显示技术的应用 488

7.9.3 激光彩色纹影流动显示技术 489

7.10 干涉法 492

7.10.1 干涉法的基本原理 493

7.10.2 马赫-增德尔干涉仪 494

7.10.3 横向错位干涉仪 499

7.11.1 片光流动显示的基本原理和试验装置 506

7.11 片光流动显示技术 506

7.11.2 微机控制的多片光流动显示 507

7.11.3 光导纤维片光流动显示 508

7.11.4 片光流动显示技术的应用 510

7.12 蒸汽屏流动显示技术 511

7.12.1 蒸汽屏流动显示的基本原理和试验装置 511

7.12.2 在气流中形成最佳雾浓度的条件 514

7.12.3 水蒸气凝结对流场的影响 515

7.12.4 蒸汽屏流动显示技术的应用 517

7.13 彩色图像流动显示技术 519

7.13.1 彩色图像流动显示的基本原理 519

7.13.2 彩色图像流动显示试验装置 519

7.13.3 彩色图像流动显示技术的应用 524

7.14 激光测速仪 525

7.14.1 激光测速仪（LDV）的基本原理 525

7.14.2 光学系统 526

7.14.3 散射微粒 532

7.14.4 信号的分析与处理 536

7.14.5 激光测速仪的应用 541

7.15 热线风速仪 544

7.15.1 热线测速原理 544

7.15.2 基本电路 545

7.15.3 热线的热量损失 545

7.15.4 热线的静、动态特性 547

7.15.5 热线与热膜探头 551

7.15.6 影响测量结果的因素及修正方法 555

7.15.7 热线测量应用 560

7.16 粒子图像测速技术 565

7.16.1 粒子图像测速及其基本原理 565

7.16.2 PIV系统的基本构成 567

7.16.3 若干基本试验参数选择问题 577

7.16.4 二维PIV在流动显示中的应用 578

7.16.5 三维粒子图像测速技术 582

7.17 激光诱导荧光（LIF）流动显示与测量技术 587

7.17.1 激光诱导荧光测速基本原理 588

7.17.2 试验装置的基本组成 590

7.17.3 数据处理 591

7.17.4 应用实例 591

7.18 红外成像技术 592

7.18.1 红外成像技术的基本原理 593

7.18.2 红外热像仪与温度测量 594

7.18.3 红外成像技术在风洞试验中的应用 596

7.19 发光压力传感技术 599

7.19.1 概述 599

7.19.2 发光压力传感技术原理 600

7.19.3 发光压力传感器（LPS）和压敏涂料（PSP）的结构 603

7.19.4 LPS和PSP特性 605

7.19.5光学压力测量（OPM）方法 607

7.19.6测量误差分析 613

7.19.7应用实例 617

第8章 工业空气动力风洞试验 619

8.1 概述 619

8.2 风力机试验 620

8.2.1 概述 620

8.2.2 风洞试验相似准则 620

8.2.3 风洞试验项目 621

8.3.2 风洞试验相似准则 625

8.3.1 概述 625

8.3 建（构）筑物风洞试验 625

8.3.3 风洞试验项目 628

8.4 桥梁风洞试验 632

8.4.1 概述 632

8.4.2 桥梁风洞试验相似准则 633

8.4.3 风洞试验项目 634

8.5 汽车风洞试验 638

8.5.1 概述 638

8.5.2 风洞试验相似准则 639

8.5.3 风洞试验项目 639

8.6.2 列车风洞试验相似准则 642

8.6.3 风洞试验项目 642

8.6.1 概述 642

8.6 列车风洞试验 642

第9章 风洞试验数据修正 645

9.1 概述 645

9.1.1 测量系统偏差修正 645

9.1.2 风洞气流品质偏差修正 646

9.1.3 与模型模拟有关的修正 646

9.1.4 支架干扰修正 647

9.1.5 洞壁干扰修正 647

9.1.6 尺度效应修正 647

9.2.1 典型支撑方式支架干扰的特点及减小支架干扰的措施 648

9.2 支架干扰及其修正 648

9.2.2 支架干扰的修正方法 659

9.3 洞壁干扰及其修正 663

9.3.1 洞壁干扰的性质及类型 663

9.3.2 减小洞壁干扰的方法 664

9.3.3 洞壁边界条件 673

9.3.4 洞壁干扰的试验修正法 676

9.3.5 映像法和Maskell法 676

9.3.6 有限基本解法（涡格法） 683

9.3.7 数值计算法 684

9.3.8 壁压信息法 684

9.3.9 某些特殊风洞试验的洞壁干扰修正 698

9.4 尺度效应 702

9.4.1 概述 702

9.4.2 零升阻力的雷诺数影响修正方法 702

9.4.3 升致阻力的雷诺数影响修正方法 703

9.4.4 雷诺数对飞机升力系数的影响 706

9.4.5 雷诺数对边界层转捩位置的影响 707

9.4.6 雷诺数对其他气动现象和气动力的影响 708

9.4.7 动态试验中的尺度效应 708

9.5 风洞数据与飞行数据的相关性 709

参考文献 711