測量與測試世界 帶你走進汽車風(fēng)洞實驗室
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什么是風(fēng)洞？
風(fēng)洞(Wind Tunnel)就是用來研究空氣動力學(xué)的一種大型試驗設(shè)施。風(fēng)洞其實不是個洞，而是一條大型隧道或管道，里面有一個巨型扇葉，能產(chǎn)生一股強勁氣流。氣流經(jīng) 過一些風(fēng)格柵，減少渦流產(chǎn)生后才進入試驗室。風(fēng)洞主要用來測量汽車的風(fēng)阻，風(fēng)阻的大小用風(fēng)阻系數(shù)Cd或Cw表示，風(fēng)阻系數(shù)越小，說明它受空氣阻力影響越 小。風(fēng)洞不單是用來測量風(fēng)阻，還可以研究氣流繞過車身時所產(chǎn)生的效應(yīng)，如升力、下壓力，還可以模擬不同的氣候環(huán)境，如炎熱、寒冷、下雨或下雪等情況。這 樣，工程師們便可以知道汽車在不同環(huán)境下的工作情況，特別是冷卻水箱散熱、制動系統(tǒng)散熱等問題。風(fēng)洞是由飛機制造業(yè)最先應(yīng)用的。從上世紀(jì)60年代起，世界 各大汽車公司和有關(guān)機構(gòu)開始建立自己的風(fēng)洞試驗室。
風(fēng)洞結(jié)構(gòu)示意圖
空氣動力學(xué)設(shè)計方面的實驗最早可追溯至20世紀(jì)20年代和30年代，但直到70年代，汽車廠商才改變了之前輕視的態(tài)度，對這種實驗嚴(yán)肅起來。如今，大多數(shù)汽車廠商都選擇在風(fēng)洞中開發(fā)新產(chǎn)品。美國通用汽車公司擁有業(yè)界最大的風(fēng)洞，它每天24小時、每周7天不停運轉(zhuǎn)。
在美國密歇根州通用汽車公司的空氣動力學(xué)的“風(fēng)洞”實驗室，一名實驗員在一輛小汽車的車前釋放煙霧，以直觀地看到氣流通過汽車頂部的情形。這個全球最大的汽車“風(fēng)洞”實驗室擁有一臺4500馬力的超大鼓風(fēng)機。
這張合成圖是通用環(huán)保型概念車雪佛蘭Volt在風(fēng)洞中的模樣。轎車上面漂浮的氣體不是煙，而是一股丙二醇?xì)怏w。工程師利用這種材料去研究汽車在風(fēng)洞中上面及周圍的氣流。
汽車的風(fēng)洞實驗
據(jù)了解，通用汽車公司的風(fēng)洞在1980年上線，直至今天，該公司設(shè)計的幾乎一切的產(chǎn)品都要經(jīng)過這幾道門，在里面接受測試。90年代初，當(dāng)通用電動汽車EV1走出這幾道門的時候，它被業(yè)界人士贊譽為“歷史上最符合空氣動力學(xué)的汽車”。
任務(wù)控制室
任務(wù)控制室。工程師可以監(jiān)控和記錄流速和壓力及其對汽車?yán)?、升力等的影響。通用汽車嘗試復(fù)制汽車穿過空氣的全過程。拉力因其對節(jié)能的影響，獲得了最多的關(guān)注。據(jù)了解，風(fēng)洞試驗的40%的工作集中于風(fēng)的噪音，即如何使車廂內(nèi)部更安靜。
數(shù)據(jù)顯示屏
數(shù)據(jù)顯示屏?xí)嬖V工程師們需要知道有關(guān)這個處于風(fēng)洞心臟地帶的43英尺風(fēng)扇的任何信息。它可以生成每小時速度達到138英里的大風(fēng)。
試驗平臺
位于測試室的這個平臺是對實物模型(通常是粘土模型)進行試驗的地方。平臺上的轉(zhuǎn)盤可以讓工程師移動模型，測試它們在側(cè)風(fēng)情況下的行為。他們最初對1比3的模型進行測試，并不時作出改變，以分析它們對汽車剩余部分的影響。
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