Типы испытаний в аэродинамической трубе
Обновлено: 07.07.2024
Аэродинамические испытания
Аэродинамические испытания являются самым распространенным методом натурных испытаний, при которых испытуемая модель, являющаяся уменьшенной копией проектируемого изделия, испытывается в условиях, близких к эксплуатационным и позволяющая, еще на ранней стадии, уточнить расчеты, проверить правильность принятых конструкторских решений и выявить возможные неучтенные на стадии проектирования физические эффекты.
Данный вид испытаний подразумевает создание масштабной модели проектируемого изделия с последующей продувкой в аэродинамической трубе и снятием различных показаний, начиная от деформаций корпуса и заканчивая вихревыми возмущениями воздушных потоков, возникающих при движении воздуха вокруг модели. Полученные данные ложатся в основу проверочных и уточняющих расчетов, которые становятся завершающими перед постройкой проектируемого изделия.
ОАО "ЦКБ по СПК им. Р.Е. Алексеева" использует АТ-2 – аэродинамическую трубу непрерывного действия замкнутого типа с одним обратным каналом и открытой рабочей частью. Предназначена для исследования аэродинамических характеристик моделей экранопланов на режимах взлёта, посадки и малых скоростей полёта. Поток в трубе создаётся вентилятором, который приводится в движение электродвигателем постоянного тока мощностью 200 кВт. Основные измерения в трубе выполняются на шестикомпонентных электромеханических весах. В трубе на штатной подвеске испытываются модели с размахом крыла до 1200÷1300 мм.
В аэродинамической трубе АТ-2 возможно проведение следующих испытаний и исследований моделей:
СП 20.13330.2016 Нагрузки и воздействия. Актуализированная редакция СНиП 2.01.07-85* (с Изменениями N 1, 2, 3)
Ж.1 Целью проведения модельных испытаний зданий и сооружений в аэродинамических трубах является определение одного или нескольких из следующих параметров, необходимых для нормирования ветровых воздействий:
а) аэродинамические коэффициенты внутреннего () и внешнего () давлений;
б) аэродинамические коэффициенты лобового сопротивления (), поперечной силы () и крутящего момента ();
в) пиковые (положительные () и отрицательные () значения аэродинамических коэффициентов;
г) числа Струхаля St;
д) плотность вероятности функции порывов ветра , которая используется при оценке комфортности пешеходных зон;
е) динамическая реакция сооружений или ее спектральные характеристики (энергетический спектр, авто- и взаимные корреляционные функции) при действии основного типа ветровой нагрузки, а также реакция, связанная с появлением аэродинамически неустойчивых колебаний (галопирование, различные виды флаттера) или с резонансным вихревым возбуждением.
Ж.2 При проведении модельных испытаний должны быть установлены основные закономерности снегопереноса по покрытиям сооружений, на основе которых определяются коэффициенты формы , используемые при нормировании снеговых нагрузок.
Ж.3 При проведении модельных аэродинамических испытаний должны быть выполнены определенные условия (критерии) подобия, которые обеспечивают получение наиболее достоверной информации о действующих на здание ветровых нагрузках. Основными и наиболее существенными критериями являются следующие:
- геометрическое подобие, включая степень шероховатости внешних поверхностей моделей;
- подобие структуры потока в аэродинамической трубе реальным ветровым режимам в месте строительства.
Примечание - В тех случаях, когда модельные испытания проводятся в аэродинамических трубах с гладким полом или приземный слой атмосферы моделируется за счет применения турбулизирующих решеток, использование полученных результатов для проектирования сооружений должно быть дополнительно обосновано;
- подобие по числу Рейнольдса или выполнение более слабого требования о необходимости реализации автомодельного режима обтекания модели эквивалентного режиму обтекания сооружения;
- подобие основных динамических характеристик модели и здания (при экспериментальном определении динамической реакции сооружения).
Ж.4 При изготовлении моделей линейный масштаб моделирования выбирается таким образом, чтобы площадь ее миделева сечения, перпендикулярного направлению потока, удовлетворяла условию
, (Ж.1)
где - площадь рабочей части аэродинамической трубы в месте установки модели;
- степень заполнения рабочей части;
- предельное значение , зависящее от типа аэродинамической установки.
В тех случаях, когда условие (Ж.1) не выполняется, результаты эксперимента нуждаются в корректировке. Ее методика, а также значение для каждой аэродинамической установки определяются экспериментально.
Ж.5 Во избежание искажений результатов испытаний скорость потока в рабочей части аэродинамической трубы не должна превышать 60 м/с.
Ж.6 Перед проведением экспериментальных исследований необходимо измерить скорость и уровень турбулентных пульсаций скорости потока (степень турбулентности) по высоте пограничного слоя на всей области размещения модели в рабочей части аэродинамической трубы.
Ж.7 Аэродинамическая установка, используемое оборудование, приборы и инструменты должны быть аттестованы в соответствии с требованиями по их эксплуатации и использованию.
Ж.8 При определении пиковых аэродинамических коэффициентов и интервал сглаживания экспериментальных данных должен соответствовать 1-3-секундному давлению ветра для реального сооружения.
Ж.9 При оформлении результатов модельных аэродинамических испытаний в отчетных документах должны быть приведены следующие данные:
Читайте также: