教學(xué)小型低速風(fēng)洞空氣動力實(shí)驗(yàn)

一.簡介

風(fēng)洞為流體力學(xué)和空氣動力學(xué)教學(xué)科研的*設(shè)備，所有的航空以及地面交通工具科研工作都離不開風(fēng)洞的實(shí)驗(yàn)研究。在高校流體力學(xué)教學(xué)中，風(fēng)洞設(shè)備起著*的重要作用;

本風(fēng)洞可用于學(xué)生使用不同模型進(jìn)行流態(tài)顯示實(shí)驗(yàn)，以及簡單定性的不同模型之間的測力比較實(shí)驗(yàn)。通過本設(shè)備的實(shí)驗(yàn)教學(xué)將流體力學(xué)課程的教學(xué)提升一個新的臺階。本設(shè)備的建設(shè)也將給相關(guān)科研工作奠定基礎(chǔ);

本低速風(fēng)洞用于文丘里實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過安定段的低速和收縮段的速度和實(shí)驗(yàn)段的大速度，以及擴(kuò)散段的速度下降變化來演示。各處速度變化和壓力變化的關(guān)系演示伯努利方程和連續(xù)性方程;

圖為一臺教學(xué)小型低速風(fēng)洞。其實(shí)驗(yàn)段尺寸為0.5m（高）×0.2m（寬），總長度為2m。風(fēng)洞外輪廓尺寸為0.82m（高）×0.33m（寬）×2m（長）。風(fēng)洞中心高為1.2m,方便學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)操作。

為滿足本科流體力學(xué)教學(xué)需求，讓學(xué)生更好地理解流體力學(xué)的基本原理，觀察流體力學(xué)的基本流動特點(diǎn)，下圖為本低速風(fēng)洞主體的結(jié)構(gòu)尺寸示意圖。

教學(xué)小型低速風(fēng)洞空氣動力實(shí)驗(yàn)

二.技術(shù)指標(biāo)

1.實(shí)驗(yàn)段風(fēng)速可至12-15m/s，在實(shí)驗(yàn)段中放置圓柱體、正方柱體、長方柱體、二元翼型等模型，可通過簡單測力裝置進(jìn)行阻力和升力的測試，使學(xué)生了解不同模型在空氣中運(yùn)動時(shí)所受到的阻力、升力等特性。還可通過煙流等流態(tài)顯示空間流動狀態(tài);

2.實(shí)驗(yàn)段口徑為0.15m×0.15m，總長度控制在2.7米左右，采用直流吸氣式的風(fēng)洞結(jié)構(gòu)形式，由安裝在風(fēng)洞氣流出口的驅(qū)動風(fēng)扇產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)段的氣體流動;

3.實(shí)驗(yàn)段尺寸為0.15m（高）×0.15m（寬）×0.5m（長）。風(fēng)洞外輪廓尺寸為0.6m（高）×0.6m（寬）×2.7m（長）。風(fēng)洞中心高為1.2m,方便學(xué)生觀察和實(shí)驗(yàn)操作;

4.收縮段收縮比選取4:1,以保證風(fēng)洞流場具有較好的品質(zhì)；

5.風(fēng)洞結(jié)構(gòu)：直流吸氣式。風(fēng)洞安定段、收縮段及擴(kuò)散段用PP工程塑料板焊接制成，實(shí)驗(yàn)段由透明亞克力板制成，支架系統(tǒng)由鋁合金型材制成；

6.大風(fēng)速：>=10m/s；

7.模型配備：標(biāo)準(zhǔn)翼型、圓柱、方柱、扁平體、車輛模型、航空模型等；

8.煙流發(fā)生裝置；

9.簡易測力裝置。

10.▲與本工藝配套的3D仿真教學(xué)軟件、3D虛擬仿真平臺。3D仿真軟件具有管理員端、教師端、學(xué)生端，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)化；▲①安裝于學(xué)校內(nèi)服務(wù)器上的局域網(wǎng)版；②聯(lián)網(wǎng)即可使用，沒有地域限制的網(wǎng)絡(luò)版；③VR版；④★軟件以人物360°自由漫游的視角觀看實(shí)驗(yàn)的各個角度，有場景和背景音樂、語音播報(bào)和切換場景功能；⑤包含實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)?zāi)康暮蛯?shí)驗(yàn)步驟的實(shí)驗(yàn)介紹功能；⑥操作說明：在該界面中，可看到具體的操作指引。⑦語音播報(bào)及文字輔助認(rèn)識設(shè)備部件及用途；⑧★可任意在手機(jī)端和電腦端考試，系統(tǒng)當(dāng)場評分并上傳到教師端。

   ▲（1）3D虛擬仿真平臺：★登錄管理員以及教師端賬號后可看到個人信息、學(xué)校管理、學(xué)院管理、系別管理、年級管理、班級管理、設(shè)備列表、考試管理、試卷管理、學(xué)生試卷、簽到管理、新增作業(yè)管理、未審批作業(yè)、科目管理、作業(yè)成績、未審核作業(yè)、通知公告、最新作業(yè)、成績查詢、在線用戶、和系統(tǒng)設(shè)置這二十個功能菜單。▲包含添加部門名稱、負(fù)責(zé)人、聯(lián)系電話、郵箱信息、管理員用戶昵稱、郵箱、用戶名稱、崗位、學(xué)校名稱、自主設(shè)置密碼、搜索查詢成員，上傳文件、文件類型、專業(yè)、科目以及學(xué)校ID，可以在軟件平臺以文檔形式上傳教學(xué)資料，考試題目，可設(shè)置單選題、多選題、判斷題、填空題、內(nèi)容、科目、答案添加。★可以查詢學(xué)生的歷次考試成績，使用3D仿真軟件的情況；學(xué)生可任意在手機(jī)端和電腦端通過此平臺學(xué)習(xí)實(shí)驗(yàn)設(shè)備3D仿真教學(xué)軟件的使用操作，完成理論知識的學(xué)習(xí)，系統(tǒng)可立即自動批改并生成考試分?jǐn)?shù)，實(shí)時(shí)上傳到教師端。

   ▲（2）投標(biāo)文件中提供軟件以上每項(xiàng)功能的高清截圖，投標(biāo)人需現(xiàn)場演示以上帶“★"的內(nèi)容。