研究生《结构风工程》

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1、研究生《结构风工程》风洞试验指导书哈尔滨工业大学土木工程学院二零一三年三月6前　　言风洞试验是结构风工程重要研究手段，也是课程中一个不可缺少的重要教学环节。风洞试验的教学目的是：1.在风洞中观察不同粗糙布置条件下的流场现象，增强感性认识，巩固理论知识的学习。2.通过量测不同粗糙布置条件下试验段的风剖面使学生学会皮托管测风速的基本原理，提高理论分析的能力。3.学会量测风速和使用基本仪器的方法，掌握一定的试验技能，了解现代量测技术。4.培养分析试验数据、整理试验成果和编写试验报告的能力。5.培养严谨踏实的科学作风和融洽合作的共事态度以及爱护国家财产的良好风尚。本指导书供土木学

2、院学生使用。6试验类型一大气边界层流场测试试验一、试验目的：1、掌握皮托管的测速原理；2、考察不同的粗糙装置条件对流场的影响；3、获得试验段上风速剖面。二、试验装置:本试验的装置如图1所示。图1.皮托管测速示意图6图2.皮托管结构图其中，皮托管的结构如图2所示。为了测试试验段不同位置处流场速度，在试验段上分别截取三个截面进行测量，试验段照片及测试截面照片见图3。图3.试验段照片三、试验原理：基于伯努力方程：(1)可得风速：(2)式中为皮托管测得的压差，为空气密度，可通过手持风速仪测得的风速反推。四、试验方法与步骤：1.布置好不同的粗糙装置，并确保在10m/s风速下不被吹跑

3、。2.连接好压差变送器管路，连接好皮托总压、静压，并打开电源，检查读数。3.打开风机电源开关，调节风机频率约为20Hz（接近8.5m/s），可用手持风速仪在试验段进行测试以确认风速。4.待风速稳定后，6通过夹具将皮托管固定在不同位置，注意必须保证皮托管与风向水平布置。1.逐次改变测量位置，共完成I,II,III截面、每个截面25个测点的测量，测量位置如下图所示。2.把测量值记录在试验表格内，计算出不同截面的风速。3.试验结束，标注出不同测点风速，并比较顺风向、横风向风场的变化。4.进行成果分析，形成报告。测试截面截面测点图4.流场测试截面五、注意事项：1.压差变送器要读取

4、自身电子显示数，不要读SWP系列数字显示控制仪读数；2.压差变送器读数是人工读取，由于压差随时间变化的，因此在读数要连续读取20个数（约20秒数），再取平均值；3.调节风机频率要慢，不要过快转动调速扭，应在读数稳定后开始测试；4.小心使用皮托管，其易弯折变形，用完后要包装起来。六、试验数据及成果标注三个截面、每个截面25个点的风速值，并讨论风场沿着高度、顺风向及横风向上的变化，探讨粗糙装置的效果。生成试验报告及PPT演示文件。七、思考题1.皮托管在安装时是否必须保持水平，如不水平，上述计算公式是否仍可应用？　6试验类型二大气边界层流场类烟雾可视化试验一、试验目的1、掌握烟

5、雾可视化试验的步骤及基本方法2、考察不同钝体形状或布置的绕流特性3、比较不同燃香放置位置及平行激光打光位置的烟雾可视效果二、发烟装置采用香生烟，控制风速要小，尽量在2m/s（风机频率5.7Hz）以下，才能生成相对稳定的烟。每次试验使用的烟饼不宜过大，有食指大小即可。三、试验方法和步骤1.布置好模型，并确保在5m/s风速下不被吹跑。2.连接好激光器，调整放置位置，调整好光源、选取较佳的摄像位置，避免出现反光现象，可以改变背景光颜色以比较效果。3.打开风机电源开关，调节风机频率约为5.7Hz（接近2m/s），可用手持风速仪在试验段进行测试以确认风速。4.待风速稳定后，点燃香，

6、将其放至模型前方，以使烟能在模型中生成可见涡，并用摄像机录下影像进行分析。直至达到较好效果，该工况测试结束。5.改变模型摆放方式，再次进行测量。比较不同摆放条件下的流场绕流特性。四、注意事项：１、合理调节风速，避免产生过于紊乱的烟。２、小心使用仪器，用完后要包装起来。五、试验数据及成果总结烟雾可视化的经验，包括风速的设定、光源的放置，比较不同模型布置的绕流特性，探讨模型干扰的影响。生成试验报告及PPT演示文件。六、思考题１、发烟装置还有哪些种类及各自的适用性。66