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流場

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流場,是指在一個流場裏,速度、壓強等都會發生變化。在飛行的情況下,是由飛行器的運動造成的;在風洞實驗裏,則是因為在均勻直線氣流裏放進了模型,模型對氣流產生擾動所造成的。是用歐拉法描述的流體質點運動,其流速、壓強等函數定義在時間和空間點座標場上的流速場、壓強場等的統稱。 某一時刻氣流運動的空間分佈。 [1] 
中文名
流場
外文名
Flow Field
應用學科
電力,通論
表    述
運動流體所佔有的空間區域

流場定義

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流場定義一

表述:某一時刻氣流運動的空間分佈。
流場型式:
一般有3種基本的流場形式:
①相對均勻的氣流、略有彎曲的流線組成的氣流。
②奇異線。常有風向不連續的間斷線和分支或匯合的漸近線。
③奇異點。即流場中風速為零的靜風點。

流場定義二

表述:運動流體所佔有的空間區域。

流場流場校測

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流場目的

常規高超聲速風洞流場校測,可測量得到風洞的實際性能,以瞭解風洞的馬赫數、温度分佈均勻性和流向角大小等流場品質和試驗數據的精準度,檢驗是否達到各項設計指標及相關標準或規範的要求,便於分析可能的未達標因素、提供改進的依據;而風洞投入使用後,也通常需要定期進行流場校測和標模試驗,以檢驗其指標是否發生變化。同時,積累的流場校測數據、標模試驗數據可以為風洞試驗數據的分析和故障排查提供依據或參考數據。
流場校測的目的是全面詳細地測量風洞的流場狀況及其品質,獲得不同運行條件下的馬赫數、温度場均勻性和流向角等流場特性參數,以及用於確定風洞的最佳運行參數。 [2] 

流場方法

流場校測應在風洞各系統均運行正常的條件下,在確定的運行參數條件(主要是總温、總壓)下開展。風洞流場校測試驗的基本流程是:
(1)確定的風洞運行狀態。
(2)完成校測試驗裝置與測量系統準備。
(3)將校測裝置安裝調整到待校測流場截面。
(4)風洞運行,測量並獲得壓力、温度等有效數據。
(5)風洞運行結束。
必要時,需要記錄相關的環境條件參數,如大氣環境壓力、環境温
度等。 [2] 

流場特性分析

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對於流場特性分析,常涉及到渦的概念。對於流場的渦分析中,渦常包含渦量場和渦旋兩個方面,從渦形態上可以認為:渦量場指渦量的空間分佈,渦旋指渦量集聚的渦結構,也常用渦指流場流線圖的漩渦形態(比如旋翼渦環形態)。渦量場通常和粘性流動存在着對應關係。流體粘性應力的大小由應變速率決定,尤其是剪切應變速率的大小。而渦量和應變速率都是由流場的速度梯度造成的,速度梯度越大,應變速率和渦量一般也越大。
渦量常可理解為流體微團繞其中心作剛體旋轉的角速度的2倍。但渦量並不代表流體微團表現出旋轉,比如邊界層中的渦量,主要表現在剪切率上。當流體微團有旋轉時,從其物理意義上可以理解為:微團繞其流線軌跡的曲率中心的旋轉角速度和繞微團本身中心的旋轉角速度的疊加。 [3] 
參考資料
  • 1.    劉萬俊主編;魏賢智,張藝瀚,吳彥鋭副主編,導彈飛行力學,西安電子科技大學出版社,2014.11
  • 2.    許曉斌主編,常規高超聲速風洞與試驗技術,國防工業出版社,2015.08
  • 3.    曹義華編著,現代直升機旋翼空氣動力學,北京航空航天大學出版社,2015.04