A. 風洞實驗是如何進行的
風洞是進行空氣動力學實驗的一種主要設備,幾乎絕大多數的空氣動力學實驗都在各種類型的風洞中進行。風洞的原理是使用動力裝置在一個專門設計的管道內驅動一股可控氣流,使其流過安置在實驗段的靜止模型,模擬實物在靜止空氣中的運動。測量作用在模型上的空氣動力,觀測模型表面及周圍的流動現象。根據相似理論將實驗結果整理成可用於實物的相似准數。實驗段是風洞的中心部件,實驗段流場應模擬真實流場,其氣流品質如均勻度、穩定度(指參數隨時間變化的情況)、湍流度等,應達到一定指標。風洞主要按實驗段速度范圍分類,速度范圍不同,其工作原理、型式、結構及典型尺寸也各異。低速風洞:實驗段速度范圍為0~100 米/秒或馬赫數Ma=0~0.3左右 ;亞聲速風洞:Ma=0.3~0.8左右;跨聲速風洞:Ma=0.8 ~1.4(或1.2)左右;超聲速風洞:Ma=1.5~5.0左右;高超聲速風洞Ma=5.0~10(或12);高焓高超聲速風洞Ma>10(或12)。風洞實驗的主要優點是:①實驗條件(包括氣流狀態和模型狀態兩方面)易於控制。②流動參數可各自獨立變化。③模型靜止,測量方便而且容易准確。④一般不受大氣環境變化的影響 。⑤ 與其他空氣動力學實驗手段相比,價廉、可靠等。缺點是難以滿足全部相似准數相等,存在洞壁和模型支架干擾等,但可通過數據修正方法部分或大部克服。
風洞實驗的主要項目有測力實驗、測壓實驗、傳熱實驗、動態模型實驗和流態觀測實驗等。測力和測壓實驗是測定作用於模型或模型部件(如飛行器模型中的一個機翼等)的氣動力及表面壓強分布,多用於為飛行器設計提供氣動特性數據。傳熱實驗主要用於研究超聲速或高超聲速飛行器上的氣動加熱現象。動態模型實驗包括顫振、抖振和動穩定性實驗等 ,要求模型除滿足幾何相似外還能模擬實物的結構剛度、質量分布和變形。流態觀測實驗廣泛用於研究流動的基本現象和機理。計算機在風洞實驗中的應用極大地提高了實驗的自動化、高效率和高精度的水平。
B. 製造一個這樣的娛樂風洞需要造價多少
娛樂太空風洞是成熟的高科技航空航天技術.應用價值巨大.娛樂跳傘訓練及電影空中鏡頭的拍攝等等.(傲拓道娛樂風洞-視頻-在線觀看-土豆網) 本裝置的設計製造時間(以一台計)為6個月左右(資金充足可縮短),具基本功能製造費用約100萬/台.%0D%0A 結構設計(如圖)要求:具有驚險刺激太空感安全性強娛樂性,把嘩眾取寵發揮極至!要在材料規格形狀顏色及聲音等等的運用上加以實現!游戲者的飛飄高度距平台1.5米左右距地面5.5米左右基本能夠滿足由高度產生的驚恐感.%0D%0A 飛飄過程:1,啟動裝置至所需速度.%0D%0A 2,游戲者由步梯登上飛飄平台.%0D%0A 3,以正確姿勢即模仿跳傘出飛機倉的動作(可通過簡單輔導達到)進入飛飄區.%0D%0A 4,做各種可能花樣動作.如旋轉縱橫移動前後空翻橫滾及各種獨創動作.%0D%0A 5,飄移回平台並返回地面結束游戲.%0D%0A 主要娛樂人群分析:年齡在6—55歲.因為飛翔是人類羨慕飛行物種由來已久的夢想!比如現在許多藉助載體的飛行都是由此夢想產生.而本裝置可達到真正不藉助有形載體進行飛飄的效果!非其它娛樂項目所能比擬.%0D%0A 隨著物質生活的豐富,人們對精神生活的需求日趨強烈.如冒險刺激放鬆神經及休閑娛樂等等.產生的社會效果意義深遠而有益!%0D%0A 請問讀者:此時此刻您是否也產生了飛翔的沖動!這就是市場!!!%0D%0A 利潤分析:以一台計算.每3分鍾一人次,收費100-200元以100計.每小時20人次,收費2000元,扣除運轉裝置費用(管理維護及動力)200元左右.盈利每小時1800.每天運轉時間8小時計算(實際遠大於8小時)每日盈利14400元.月盈利43.2萬元.年盈利518.4萬.%0D%0A 按3分鍾每人次,日8小時計算,日接待游戲者為160人,遊客量超過2萬的地方都適合安裝.也就是說-只要遊客有超過2萬的地方,有千分之八的人想參與本游戲的人就可以了!%0D%0A 國內適合安裝本裝置的位置至少在50個.由此計算年利潤至少2.5個億!%0D%0A 此項目為永久性投資.即一旦裝置製造安裝完成,其維護管理費用低廉.且及易形成覆蓋性壟斷經營.雖然專利保護期為10年.估計在3年後可佔領整個國內市場!隨著設備的升級換代,必將保持領先地位長久經營! %0D%0A%0D%0A
C. 如何製作小型風力發電機(是小實驗)
目前商用大型風力發電機組一般為水平軸風力發電機,它由風輪、增速齒輪箱、發電機、偏航裝置、控制系統、塔架等部件所組成。風輪的作用是將風能轉換為機械能,它由氣動性能優異的葉片(目前商業機組一般為2—3個葉片)裝在輪轂上所組成,低速轉動的風輪通過傳動系統由增速齒輪箱增速,將動力傳遞給發電機。上述這些部件都安裝在機艙平面上,整個機艙由高大的搭架舉起,由於風向經常變化,為了有效地利用風能,必須要有迎風裝置,它根據風向感測器測得的風向信號,由控制器控制偏航電機,驅動與塔架上大齒輪咬合的小齒輪轉動,使機艙始終對風 風力發電機的基本原理及部件組成 :大部分風力發電機具有恆定轉速,轉子葉片末的轉速為64米/秒,在軸心部分轉速為零。距軸心四分之一葉片長度處的轉速為16米/秒。圖中的黃色帶子比紅色帶子,被吹得更加指向風力發電機的背部。這是顯而易見的,因為葉片末端的轉速是撞擊風力發電機前部的風速的八倍。 為什麼轉子葉片呈螺旋狀? 大型風力發電機的轉子葉片通常呈螺旋狀。從轉子葉片看過去,並向葉片的根部移動,直至到轉子中心,你會發現風從很陡的角度進入(比地面的通常風向陡得多)。如果葉片從特別陡的角度受到撞擊,轉子葉片將停止運轉。因此,轉子葉片需要被設計成螺旋狀,以保證葉片後面的刀口,沿地面上的風向被推離 風力發電機+充電器+數字逆變器。風力發電機由機頭、轉體、尾翼、葉片組成。每一部分都很重要,各部分功能為:葉片用來接受風力並通過機頭轉為電能;尾翼使葉片始終對著來風的方向從而獲得最大的風能;轉體能使機頭靈活地轉動以實現尾翼調整方向的功能;機頭的轉子是永磁體,定子繞組切割磁力線產生電能。
D. 建造高超音速風洞的難點是啥,為啥國家很少擁有這種能力
相信很多朋友在看到“風洞”一詞時,會自然聯想到在一個洞里放置風扇使勁地吹風,當然“風洞”的簡化概念可以這么去理解,不過實際上要想建造高質量的風洞特別是高超音速的風洞,難度是非常大的。
綜上,建造“風洞”開展相應實驗,是建立在一個國家財力、科學技術、工業化體系等基礎之上的,是綜合國力的一種體現,並不是想建就能建的,截至目前,也只有我國和美國、俄羅斯這3個大國有這樣的實力。
E. 空氣動力學簡單實驗
空氣動力學是研究空氣和其他氣體的運動以及它們與物體相對運動時相互作用的科學,簡稱為氣動力學。空氣動力學重點研究飛行器的飛行原理,是航空航天技術最重要的理論基礎之一。在任何一種飛行器的設計中,必須解決兩方面的氣動問題:一是在確定新飛行器所要求的性能後,尋找滿足要求的外形和氣動措施;一是在確定飛行器外形和其他條件後,預測飛行器的氣動特性,為飛行器性能計算和結構、控制系統的設計提供依據。這些在飛行速度接近到超過聲速(又稱音速)時更為重要。
20世紀以來,飛機和航天器的外形不斷改進,性能不斷提高,都是與空氣動力學的發展分不開的。亞音速飛機為獲得高升阻比採用大展弦比機翼;跨音速飛機為了減小波阻採用後掠機翼,機翼和機身的布置滿足面積律;超音速飛機為了利用旋渦升力採用細長機翼(見機翼空氣動力特性);高超音速再入飛行器為了減少氣動加熱採用鈍的前緣形狀,這些都是在航空航天技術中成功地應用空氣動力學研究成果的典型例子。除此以外,空氣動力學在氣象、交通、建築、能源、化工、環境保護、自動控制等領域都得到廣泛的應用。
空氣動力學-研究方法
空氣動力學是通過理論和實驗的途徑並在理論和實驗結合的過程中發展起來的。理論研究首先是在實驗的基礎上建立正確的流動模型。氣體可以以很多自由度按不同的規律運動,但像超音速鈍體繞流(圖3)這樣的復雜的流動總是由流線型流動、旋渦或環流、邊界層、尾跡、激波和膨脹波(僅限於超音速流動)等成分組成,因而在仔細考察上述流動現象和它們相互作用的基礎上,有可能建立反映流動本質的流動模型,然後應用質量、動量和能量守恆定律建立正確描述流動的基本方程。一般來說,這些方程都是非線性的,採用適當的簡化假設後可以應用在場論基礎上發展起來的各種解析方法和奇異攝動法來求解。在數值計算方面,已經廣泛採用有限差分、有限元素、有限基本解等離散點的計算方法。在數值計算中,採用的方程和邊界條件既要正確地反映流動的物理本質,又要便於數學處理,而採用的方法既需注意數學上的收斂性、穩定性,又需注意它們在求解實際問題時的實用性。
實驗方法包括地面模擬試驗和飛行試驗。風洞因氣流易於控制和便於測量等原因,已成為空氣動力學最主要的實驗設備。在地面模擬設備中,只要滿足必要的相似准則就可以模擬真實飛行器的流場,但是滿足全部相似准則的完全模擬是十分困難的,只能實現保證主要因素相似的局部模擬(見實驗空氣動力學)。風洞實驗既能為飛行器設計直接提供數據,也能用於空氣動力學的基礎研究和應用研究,為理論提供流動模型和驗證理論,為設計提供新思想和新概念。為了提高風洞的實驗能力,需要不斷提高風洞性能(例如提高雷諾數、減少洞壁干擾和支架干擾、降低氣流的湍流度等)、發展先進測試技術(例如採用各種微型探頭、非接觸測量技術和動態流場測量技術等)、提高數據的質量、提高風洞運轉效率、建立將風洞實驗結果外推到飛行條件的方法。而風洞與計算機的結合可大大增加風洞的實驗能力。地面模擬試驗並不能完全復現真實的飛行條件,因此除地面模擬試驗外,還要利用火箭、試驗飛機和火箭橇等進行模型自由飛試驗和進行真實飛行器的飛行試驗。地面模擬試驗、飛行試驗和理論計算,已成為解決氣動問題的互相聯系、互相依賴、互相補充和互相驗證的三種手段。
空氣動力學實驗-分類和原理
空氣動力學實驗分實物實驗和模型實驗兩大類。實物實驗如飛機飛行實驗和導彈實彈發射實驗等,不會發生模型和環境等模擬失真問題,一直是鑒定飛行器氣動性能和校準其他實驗結果的最終手段,這類實驗的費用昂貴,條件也難控制,而且不可能在產品研製的初始階段進行,故空氣動力學實驗一般多指模型實驗。空氣動力學實驗按空氣(或其他氣體)與模型(或實物)產生相對運動的方式不同可分為3類:①空氣運動,模型不動,如風洞實驗。②空氣靜止,物體或模型運動,如飛行實驗、模型自由飛實驗(有動力或無動力飛行器模型在空氣中飛行而進行實驗)、火箭橇實驗(用火箭推進的在軌道上高速行駛的滑車攜帶模型進行實驗)、旋臂實驗(旋臂機攜帶模型旋轉而進行實驗)等。③空氣和模型都運動,如風洞自由飛實驗(相對風洞氣流投射模型而進行實驗)、尾旋實驗(在尾旋風洞上升氣流中投入模型,並使其進入尾旋狀態而進行實驗)等。進行模型實驗時,應保證模型流場與真實流場之間的相似,即除保證模型與實物幾何相似以外,還應使兩個流場有關的相似准數,如雷諾數、馬赫數、普朗特數等對應相等(見流體力學相似准數)。實際上,在一般模型實驗(如風洞實驗)條件下,很難保證這些相似准數全部相等,只能根據具體情況使主要相似准數相等或達到自准范圍。例如涉及粘性或阻力的實驗應使雷諾數相等;對於可壓縮流動的實驗,必須保證馬赫數相等,等等。應該滿足而未能滿足相似准數相等而導致的實驗誤差,有時也可通過數據修正予以消除,如雷諾數修正。洞壁和模型支架對流場的干擾也應修正。空氣動力學實驗主要測量氣流參數,觀測流動現象和狀態,測定作用在模型上的氣動力等。實驗結果一般都整理成無量綱的相似准數,以便從模型推廣到實物。
風洞和風洞實驗風洞是進行空氣動力學實驗的一種主要設備,幾乎絕大多數的空氣動力學實驗都在各種類型的風洞中進行。風洞的原理是使用動力裝置在一個專門設計的管道內驅動一股可控氣流,使其流過安置在實驗段的靜止模型,模擬實物在靜止空氣中的運動。測量作用在模型上的空氣動力,觀測模型表面及周圍的流動現象。根據相似理論將實驗結果整理成可用於實物的相似准數。實驗段是風洞的中心部件,實驗段流場應模擬真實流場,其氣流品質如均勻度、穩定度(指參數隨時間變化的情況)、湍流度等,應達到一定指標。風洞主要按實驗段速度范圍分類,速度范圍不同,其工作原理、型式、結構及典型尺寸也各異。低速風洞:實驗段速度范圍為0~100米/秒或馬赫數Ma=0~0.3左右;亞聲速風洞:Ma=0.3~0.8左右;跨聲速風洞:Ma=0.8~1.4(或1.2)左右;超聲速風洞:Ma=1.5~5.0左右;高超聲速風洞Ma=5.0~10(或12);高焓高超聲速風洞Ma>10(或12)。風洞實驗的主要優點是:①實驗條件(包括氣流狀態和模型狀態兩方面)易於控制。②流動參數可各自獨立變化。③模型靜止,測量方便而且容易准確。④一般不受大氣環境變化的影響。⑤與其他空氣動力學實驗手段相比,價廉、可靠等。缺點是難以滿足全部相似准數相等,存在洞壁和模型支架干擾等,但可通過數據修正方法部分或大部克服。
風洞實驗的主要項目有測力實驗、測壓實驗、傳熱實驗、動態模型實驗和流態觀測實驗等。測力和測壓實驗是測定作用於模型或模型部件(如飛行器模型中的一個機翼等)的氣動力及表面壓強分布,多用於為飛行器設計提供氣動特性數據。傳熱實驗主要用於研究超聲速或高超聲速飛行器上的氣動加熱現象。動態模型實驗包括顫振、抖振和動穩定性實驗等,要求模型除滿足幾何相似外還能模擬實物的結構剛度、質量分布和變形。流態觀測實驗廣泛用於研究流動的基本現象和機理。計算機在風洞實驗中的應用極大地提高了實驗的自動化、高效率和高精度的水平。
由於實際流動的復雜性,單純理論或計算結果都必須通過實驗驗證才能應用於實際問題,有關流動機制的研究更需要依靠實驗,因此空氣動力學實驗有著重要的意義和廣泛的發展前景。
F. 如何做一個簡單的風洞實驗
風洞是空氣動力學實驗的主要設備。
進行空氣動力學研究的一種基本手段,通過實驗途徑研究空氣運動規律以及空氣與相對運動物體( 主要是飛行器 )之間的相互作用。
分類和原理
空氣動力學實 驗分實物實驗和模型實驗兩大類 。實物實驗如飛機飛行實驗和導彈實彈發射實驗等,不會發生模型和環境等模擬失真問題,一直是鑒定飛行器氣動性能和校準其他實驗結果的最終手段,這類實驗的費用昂貴,條件也難控制,而且不可能在產品研製的初始階段進行,故空氣動力學實驗一般多指模型實驗。空氣動力學實驗按空氣(或其他氣體)與模型(或實物)產生相對運動的方式不同可分為3類:①空氣運動,模型不動,如風洞實驗 。②空氣靜止,物體或模型運動,如飛行實驗、模型自由飛實驗(有動力或無動力飛行器模型在空氣中飛行而進行實驗)、火箭橇實驗(用火箭推進的在軌道上高速行駛的滑車攜帶模型進行實驗)、旋臂實驗(旋臂機攜帶模型旋轉而進行實驗)等。③空氣和模型都運動,如風洞自由飛實驗(相對風洞氣流投射模型而進行實驗)、尾旋實驗(在尾旋風洞上升氣流中投入模型,並使其進入尾旋狀態而進行實驗)等。進行模型實驗時,應保證模型流場與真實流場之間的相似,即除保證模型與實物幾何相似以外,還應使兩個流場有關的相似准數,如雷諾數、馬赫數、普朗特數等對應相等(見流體力學相似准數)。實際上,在一般模型實驗(如風洞實驗)條件下,很難保證這些相似准數全部相等,只能根據具體情況使主要相似准數相等或達到自准范圍。例如涉及粘性或阻力的實驗應使雷諾數相等;對於可壓縮流動的實驗,必須保證馬赫數相等,等等。應該滿足而未能滿足相似准數相等而導致的實驗誤差,有時也可通過數據修正予以消除,如雷諾數修正。洞壁和模型支架對流場的干擾也應修正。空氣動力學實驗主要測量氣流參數,觀測流動現象和狀態,測定作用在模型上的氣動力等。實驗結果一般都整理成無量綱的相似准數,以便從模型推廣到實物。
風洞和風洞實驗 風洞是進行空氣動力學實驗的一種主要設備,幾乎絕大多數的空氣動力學實驗都在各種類型的風洞中進行。風洞的原理是使用動力裝置在一個專門設計的管道內驅動一股可控氣流,使其流過安置在實驗段的靜止模型,模擬實物在靜止空氣中的運動。測量作用在模型上的空氣動力,觀測模型表面及周圍的流動現象。根據相似理論將實驗結果整理成可用於實物的相似准數。實驗段是風洞的中心部件,實驗段流場應模擬真實流場,其氣流品質如均勻度、穩定度(指參數隨時間變化的情況)、湍流度等,應達到一定指標。風洞主要按實驗段速度范圍分類,速度范圍不同,其工作原理、型式、結構及典型尺寸也各異。低速風洞:實驗段速度范圍為0~100 米/秒或馬赫數Ma=0~0.3左右 ;亞聲速風洞:Ma=0.3~0.8左右;跨聲速風洞:Ma=0.8 ~1.4(或1.2)左右;超聲速風洞:Ma=1.5~5.0左右;高超聲速風洞Ma=5.0~10(或12);高焓高超聲速風洞Ma>10(或12)。風洞實驗的主要優點是:①實驗條件(包括氣流狀態和模型狀態兩方面)易於控制。②流動參數可各自獨立變化。③模型靜止,測量方便而且容易准確。④一般不受大氣環境變化的影響 。⑤ 與其他空氣動力學實驗手段相比,價廉、可靠等。缺點是難以滿足全部相似准數相等,存在洞壁和模型支架干擾等,但可通過數據修正方法部分或大部克服。
風洞實驗的主要項目有測力實驗、測壓實驗、傳熱實驗、動態模型實驗和流態觀測實驗等。測力和測壓實驗是測定作用於模型或模型部件(如飛行器模型中的一個機翼等)的氣動力及表面壓強分布,多用於為飛行器設計提供氣動特性數據。傳熱實驗主要用於研究超聲速或高超聲速飛行器上的氣動加熱現象。動態模型實驗包括顫振、抖振和動穩定性實驗等 ,要求模型除滿足幾何相似外還能模擬實物的結構剛度、質量分布和變形。流態觀測實驗廣泛用於研究流動的基本現象和機理。計算機在風洞實驗中的應用極大地提高了實驗的自動化、高效率和高精度的水平。
G. 如何製作小孔成像裝置
簡易小孔成像實驗:
一、實驗准備:准備一張中間帶小孔的硬紙板(較厚回,不透光答,小孔可以用鉛筆扎出,小孔的直徑約3毫米),一支蠟燭,一張白紙。拉上窗簾,讓光線變暗。
二、實驗步驟:
把硬紙板放在蠟燭和白紙中間固定。
點燃蠟燭,調整蠟燭和白紙的高度,使火焰、小孔、白紙的中心大約在一條直線上,可以看到一個倒立的燭焰。
改變蠟燭以及白紙的距離硬紙板的距離,觀察成像的變化。
改變小孔的大小觀察燭焰成像的變化。
三、根據光學原理對實驗現象進行解釋。
實驗結論:光在同種均勻物質中沿直線傳播