翼型表面压强分布09-5-11更改版

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1、翼型表面压强分布（一）实验目的和要求1、测量气流攻角，，，和的翼型表面压强分布。2、由压强分布计算升力系数。3、绘制攻角的翼型表面压强分布图。（二）实验装置1.空气动力台，NACA0021型二元翼型，斜管压差计；2小型风洞，NACA23015型二元翼型，多通道扫描装置。（三）实验装置介绍：1.小型风洞或气动台实验装置以及原理：（见图1）图1风洞与气动台实验装置原理图其中，p0为驻点压强或总压。当气流经收缩段进入实验段后，气流速度分布比较均匀，速度为V∞，压强为p∞。，称为静压或来流压强。2翼型模型：对于本实验小型风洞中

2、使用NACA23015二元翼型，其弦长C=280mm，表面周长=582.8mm.。气动台中使用的NACA0021型二元翼型，其弦长C=100mm。对于这两种翼型，测压孔的位置标示相同，参见开孔测点示意图（图2）以及各个测点具体位置，见表1，其中s为表面曲线的孤长，从前缘的测点1起算，表中给出了各测点的x，y，s值。y1234567891011121314x图型2翼型示意图上测点12345678表面x/cy/cs/s00000.050.060.040.10.0760.0660.20.0950.1150.30.10.184

3、0.70.050.3520.950.010.48100.505下表面测点14131211109x/cy/cs/s00.05-0.039-0.9690.1-0.0520.9420.2-0.0620.8920.3-0.0570.8440.7-0.0140.650.95-0.0080.63表1测孔位置表气流绕翼型模型流动时，流动变得复杂起来。在流体力学中，一般将压强用无量纲的参数——压强系数CP来表示各个测点的压强系数值：式中，分别是测点压强，来流压强，驻点压强（总压）。其由伯努利方程而来。本实验在翼型模型上下对称布置了14

4、个测压孔，在气动台上，将14个测点以及总压静压用导管引出与倾斜式多管压差计相连接，便可以测量各点的压强值，由以上公式，即可计算压强系数；在小型风洞上，用导管将测点压强以及总压静压用导管引出，接入到多通道扫描阀中。3多通道扫描阀：本多通道扫描阀由50各电磁开关，2个高精度压差传感器，以及7017型数据采集模块，24v供电电源，TLC-485-9D接口转换器等组成。由此，通过电磁阀对各个测点通道的开关控制，利用压差传感器将测出各测点压强与来流压强的差，以及驻点压强和来流压强的差，转化成7017型数据采集模块可以识别的电压信

5、号，编制相应数据采集处理软件，使其还原成压差数值，从而实现了计算机的自动实时数据采集，以及相应的数据计算处理。多通道扫描阀的工作原理如图3所示：图3多通道扫描阀的工作原理示意图（四）实验原理以及数据计算方法：对于倾斜式多管压差计，取两个液面，则有：（2-7-1）式中，和是倾斜式压差计测压管液面读数满，压差传感器直接测量压差，是压差计工作液体的密度，是多管压差计读数板铅直偏角。将稳压箱压强和来流段压强接至测压管，根据伯努利公式（2-7-2）则有（2-7-3）于是对于多管压差计有：（2-7-4）所以，直接读取各个测点与总压

6、，静压在多管压差计上的数值，即可求出各个测点的压强系数值；对于多通道扫描阀：（2-7-5）可通过计算机数据采集系统直接采集到各个测点与总压的差值，以及总压与静压的差值，从而得到各个测点与静压的差值，计算得到压强系数值。升力的计算方法：气流给予翼型的总合力在y轴上的分量称为升力。记做FL，紊流绕流中，粘性切应力对总合力的贡献仅占很小份额，因此，通常仅考虑压强的作用。升力系数的定义为（2-7-6）式中A是升力作用面的面积，对于二元翼型，升力的作用面等于弦长C乘于单位宽度。py升力的计算有以下两种方法xdsdx图4翼型升力计

7、算示意图1、压力法参见图4，设上表面的微面积ds，设该面积上的压强为p，则压力为pds，投影到y轴得-pdscos，负号表示压力方向为y轴负向。对于下表面，合力应为正值。因而，升力是下表面合力（正）和上表面合(负)的代数和，FL=(P)（2-7-7）升力系数CL=（2-7-8）式中,。积分用梯形公式计算，参见相关教材。如果令，则（2-7-9）2、速度环量法根据翼型理论公式，升力与速度环量的关系是，由此得到升力系数（2-7-10）按定义，环量的表达式为·，由翼型理论知，当升力为正时，速度环量必为顺时针方向。因此，上式的封

8、闭曲线积分应为顺时针方向。在翼型上表面，气流速度与积分方向相同而在下表面，速度与积分方向相反，因而由压强系数的定义（2-7-11）从而（2-7-12）令=S/S0为无量纲的曲线弧长，则（2-7-13）积分仍用梯形公式计算（五）实验步骤：对于多管压差计：（1）.装试验段。调平多管测压计，使测压排管与垂线的夹角为0°，将翼型测压管与多