毕业设计任务书

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专业、班级

指导教师姓名

职称

从事

专业

指导教师姓名

题目名称

小型低速实验风洞设计

一、设计目的、意义

由于气体流动现象以及物体几何外形的复杂性和无规律性，空气动力学研究和飞行器动力设计中的许多问题都不可能单纯依靠理论或解析方法得到解决，而必须通过大量的实验，找出其规律或提供数据，并同理论分析相结合，才能解决问题。小型低速实验风洞可以在风洞试验段获得均匀的、可以控制的试验气流，来满足模型气动力试验的需求。

按照运动的相对性原理，在空气动力研究中，可以认为物体静止不动，流动的空气绕过物体，物体上承受的空气动力与物体运动在静止的空气中承受的空气动力完全相同，求解物体与空气间的相互作用力的数学模型是一样的，这便是风洞试验的基本原理。所谓风洞，就是用人工方法构造一个流动的空气区域，这个区域我们称之为流场。所谓风洞试验，就是把一个飞行物体或其模型放置在人造流场中，观察其流动状态，测量飞行物或其模型承受的空气动力。

低速风洞试验就是用试验的手段研究航空航天飞行器的空气动力性能，特别是起飞着陆阶段的空气动力性能；研究水中兵器的流体动力性能和航空航天救生器具的气动特性；研究汽车、列车的空气动力性能；研究风力机械的空气动力特性；研究单体或群体建筑构筑物在风场中的受力状态及其对风载的响应特性；研究桥梁的风载状态和风振规律等等。

通过本设计可以培养学生树立正确的设计思想和使用技术资料进行设计计算、编写技术文件等综合能力，掌握工程设计的一般程序规范和方法并拓宽和深化专业知识；培养学生独立分析能力和创新精神；培养学生进行综合分析和解决本专业一般工程实际问题的能力。

二、设计内容、技术要求（研究方法）

设计内容

1、 分析工作原理，确定主要结构参数，进行总体方案设计、装配图；

2、 主要结构的设计：如工作段、收缩段、扩散段、导流叶片，压力箱等；

3、 附件及辅助机构的设计：如安装装置、加压系统等；

4、 主要零部件的设计和校核、选型：风机选型，法兰盘、管接头、管路等；

5、 流体计算；

6、 可选作电气及控制系统：设计、计算、选型。

技术要求

风洞形式：闭式

风速度：0~50m/s，速度可调

工作段截面尺寸：方形：400×400mm，圆形：直径500mm

工作段长度：2000mm

可连续工作

三、设计完成后应提交的成果

1、 图纸总量折合A0图不少于2张，其中，至少包含1张A0装配图（不包括结构示意性表达图）、若干张零部件图、电气原理图等；

2、 完成设计说明书应大于1.5万字。

四、设计进度安排

1、 2023.12.28—12.31 取得设计任务书，熟悉题目，收集设计资料；

2、 2024.2.26—3.17  文献综述，列出论文大纲、结构方案论证，开题；

3、 2024.3.18—4.21  熟悉相关技术，初步的原理图及装配图，初步计算，中期检查；

4、 2024.4.22—5.19  绘制装配图及系统原理图，绘制零部件，标准件选型，终审；

5、 2024.5.20—6.14 修改完成毕业论文，修改图纸，归纳总结，毕业答辩，材料归档。

五、主要参考资料

[1] 孔文杰.小型低速开口直流式风洞流场标定[J].西华大学学报(自然科学版),2020,39(02):63-70.

[2] 高胜寒,李宏刚,王国龙等.小型低速风洞洞体结构设计研究[J].森林工程,2016,32(06):77-80.

[3] 孔丽丽.小型低速风洞的设计与试验[D].内蒙古农业大学,2016.

[4] 王澳,丁浩,田立丰.超声速变马赫数风洞喷管设计研究进展[J/OL].航空工程进展,1-11[2023-12-18]http://kns.cnki.net/kcms/detail/61.1479.V.20230911.1022.004.html.

[5] 刘春风,王瑞庭,王雪枫等.基于现代试验设计的风洞天平校准方法[J/OL].空气动力学学报,1-8[2023-12-18]http://kns.cnki.net/kcms/detail/51.1192.TK.20230901.1424.002.html.

[6] 王相军.吸气式直流低速风洞实验平台设计与应用[J].实验室研究与探索,2023,42(08):66-70.

[7] 曲明.低速增压风洞张线支撑系统的设计和验证[J].气动研究与试验,2023,1(04):112-118.

[8] 赵梓懿.风洞自由飞多路数据采集与传输系统设计[J].电子技术应用,2023,49(06):104-108.

[9] 谢文强.基于虚拟仪器的回流式风洞测试系统设计[J].计量与测试技术,2023,50(04):8-10.

[10] 魏德宸,焦园圆.吸气式二元翼型风洞的气动设计[J].滨州学院学报,2023,39(02):18-23.

[11] 吴阳阳.汽车环境风洞的设计优化研究[J].汽车文摘,2023,(03):33-38.

[12] 黄知龙.低温跨声速风洞设计中的真实气体效应研究[J].国防科技大学学报,2023,45(01):110-116.

[13] 张刃.2.4 m连续式跨声速风洞气动设计与研究[J].空气动力学学报,2023,41(01):22-38.

[14] 李志远,朱畅,.双喉道Ludwieg管风洞稳定段设计[C]//中国力学学会流体力学专业委员会.第十二届全国流体力学学术会议摘要集.华中科技大学航空航天学院,2022:1.

[15] 魏巍,马护生.变密度平面叶栅风洞的设计与实现[J].实验流体力学,2022,36(05):24-33.

[16] 杨文国.5.5 m×4 m航空声学风洞结构设计与研究[J].航空学报,2023,44(12):73-83.

[17] 陈力.以实托虚汽车风洞虚拟仿真教学平台设计[J].实验室研究与探索,2022,41(06):143-147.

六、备注

指导教师签字：

年     月     日

系主任签字：

年     月     日