[发明专利]一种用于赛车前后翼模型的自适应控制小型风洞实验系统

说明书

本发明公开了一种用于汽车油泥模型研究的小型风洞实验自适应控制系统，包括风机，风洞管道，汽车油泥模型，压力采集片，释示踪粒子释放系统，测力天平模块，边界层控制模块，小型PIV系统，采集模块，以及控制模块，本发明的风洞管道为直流式风洞，适用于对汽车油泥模型表面风压强度，涡流，风阻和下压力之间的关系进行研究；通过风机能调节风速，通过PIV系统能进行释示踪粒子的释放，通过测力天平模块能固定汽车油泥模型，通过边界层控制模块能够模拟地面，通过采集模块能够实时收集风洞内气流数据，汽车油泥模型受到的下压力和风阻和汽车油泥模型表面流场图像，进行后续数据分析，可以用于对汽车油泥模型空气动力学研究。

技术领域

本发明涉及模型领域，尤其涉及一种用于赛车前后翼模型研究的自适应控制小型风洞实验系统。

背景技术

赛车模型是赛车设计研发中的重要参照模型，制作赛车模型进行分析相比于制作工程样车具有生产成本底的优势，因此赛车模型在现代赛车设计研发中得到了快速的发展。与工程样车进行空气动力学研究需要造价昂贵的大型风洞不同，赛车模型能放于小型的实验风洞中进行实验分析。

风洞实验平台主要用于空气动力学研究，利用了相对运动的原理，一般将研究的模型固定在测力天平上，通过改变测力天平角度以及改变风洞中的空气流速来模拟赛车前后翼模型在不同车速和弯道下的行驶状态，在相应的实验仪器下来研究赛车空套所产生的下压力和周围空气的压力分布等参数，对于赛车的空气动力学相关研究有很大的益处。

现有的大型风洞造价高昂，现有的小型风洞实验平台的大多是定性的演示平台，少数小型赛车模型风洞只能测量单一数据。

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中所涉及到的缺陷，提供一种用于赛车前后翼模型研究的小型风洞实验自适应控制系统，能够提供连续可调节的稳定气流，能够自适应调节气流大小，模拟赛车在不同车速下和弯道中的风速，能够收集赛车前后翼模型在不同车速下的表面压强、风阻力和下压力，能够释放示踪粒子，收集赛车前后翼模型表面的流场图，适用于对赛车前后翼模型的表面压强风阻力，下压力之间的关系进行实验研究，其成本底、适用范围广、自动化程度高。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案；

一种用于赛车前后翼模型研究的小型风洞实验系统，包括风机系统，风洞管道，赛车前后翼模型，测力天平模块，边界层控制模块，小型PIV示踪粒子释放系统，采集模块，以及控制模块；

所述风洞体为两端开口的通道，其中设有出风段、实验段、排风段、采集模块，其下是实验台底用于支撑，其中布置有实验平台的线路；

所述风机系统设置在出风段和排风段，在出风段从上游到下游设有出风机，收缩段，稳定段。在排气段设有排风机和扩散段；

所述收缩段的截面沿着气流方向逐渐收缩，其扩散段的截面延气流方向逐渐扩张；

所述出风段为正方体管道，其中设有第一阻尼网和第二阻尼网，用于降低气流的紊流度；

所述出风机设置在收缩段口，用于产生稳定气流。底部设有小型PIV 示踪粒子释放系统，小型PIV示踪粒子释放系统为单出口的封闭箱体，其内可放置示踪粒子烟罐，后盖通过两个铰链和小型PIV示踪粒子释放系统底部部相连，出口处设置于第一风机下方释放示踪粒子；

所述排风机尾部设有风速传感器，用于收集风洞内气流流速；

所述试验段中设有测力天平模块，边界层控制模块和采集模块，其顶部还设有操作盖，左壁和右臂上设有四个开口用于放置激光采样器，其测力天平模块和边界控制模块组成了模型放置台；

所述边界层控制模块在测力天平模块上，边界层控制模块上设有四个下凹圆弧布置赛车模型的四个轮胎底部；

所述赛车前后翼模型在实验室需要在特定部位贴上压力采集片；