DE10163896B4 - Wind tunnel short nozzle with boundary layer peeling - Google Patents
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Abstract
Windkanal (1) mit einer Düse (5) zur Erzeugung einer für aerodynamische Versuche geeigneten Versuchsströmung (3), mit einer Vorkammer (6) und mit einer Teilstromausleitung für einen Teilstrom (8) aus dem Randbereich einer Gesamtströmung im Eintrittsbereich der Düse, wobei die Ausleitung in einem Bereich endet, in dem die Versuchsströmung (3) von dem ausgeleiteten Teilstrom (8) unberührt bleibt.wind Tunnel (1) with a nozzle (5) to produce a aerodynamic experiments suitable experimental flow (3), with an antechamber (6) and with a Teilstromausleitung for a partial flow (8) from the edge region a total flow in the inlet area of the nozzle, wherein the discharge terminates in a region where the test flow (3) remains unaffected by the diverted sub-stream (8).
Description
Die Erfindung betrifft einen Windkanal zur ablösefreien Führung einer Strömung in einer in der Strömung angeordneten Düse.The The invention relates to a wind tunnel for the separation-free guidance of a flow in one in the flow arranged nozzle.
Eine Strömungsführung mit definierter Strömungsqualität ist insbesondere bei der Bestimmung der aerodynamischen Eigenschaften von Körpern und Profilen sowie zur Eichung aerodynamischer Messinstrumente erforderlich.A Flow guidance with defined flow quality is particular in determining the aerodynamic properties of bodies and Profiles and for the calibration of aerodynamic measuring instruments required.
Düsen dienen insbesondere in Windkanälen mit geschlossener Rückführung (Göttinger Bauart) dazu, bei gegebener Luftgeschwindigkeit in der Messstrecke eine möglichst geringe Luftgeschwindigkeit in der restlichen Luftführung zu ermöglichen, da dies zu geringeren Reibungsverlusten führt. Erst kurz vor der Messstrecke wird die Strömung durch die Düse beschleunigt, indem der Strömungsquerschnitt reduziert wird.Serve nozzles especially in wind tunnels closed return (Göttinger Type), at a given air velocity in the measuring section one possible low air velocity in the rest of the air duct too allow, there this leads to lower friction losses. Only shortly before the test section becomes the flow through the nozzle accelerated by the flow cross section is reduced.
Ein weiterer Vorteil einer Düse besteht darin, dass durch die Kontraktion der Strömung die Turbulenz und die Verteilung der Geschwindigkeit über dem Querschnitt verbessert wird. Daher findet man Düsen auch in Windkanälen mit offener Luftführung (Eiffel Bauart).One Another advantage of a nozzle is that by the contraction of the flow the Turbulence and the distribution of speed over the Cross-section is improved. Therefore you will find nozzles in wind tunnels as well open air duct (Eiffel Design type).
In den Randbereichen von Strömungen treten spezielle aerodynamische Phänomene auf. An festen Wänden entsteht Reibung, was zu einer laminaren oder turbulenten Grenzschicht in der Strömung führt. An freien Strömungsrändern, z.B. zwischen ruhender und strömender Luft, entsteht eine Scherschicht.In the edge areas of currents special aerodynamic phenomena occur. Formed on solid walls Friction, resulting in a laminar or turbulent boundary layer in the flow leads. At free flow margins, e.g. between dormant and flowing Air, creates a shear layer.
Grenzschichten an Wänden neigen bei Druckanstieg zur Ablösung, wobei turbulente Grenzschichten gegenüber laminaren Grenzschichten erst bei einem größeren Druckanstieg ablösen. Auch ist die Dicke der ausgebildeten Grenzschicht bei der Problematik der Strömungsablösung von Bedeutung.boundary layers on walls tend to detach when the pressure rises, being turbulent boundary layers over laminar boundary layers only at a larger pressure increase peel off. The thickness of the formed boundary layer is also problematic the flow separation of Importance.
Der Konturverlauf einer Düse sollte so gestaltet sein, dass durch eine langsame, kontinuierliche Verringerung des Düsenquerschnitts lokale Druckanstiege und eine damit erhöhte Gefahr einer Strömungsablösung vermieden werden. Der statische Druck vor der Düse soll in der Düse möglichst verlustarm in kinetische Energie umgesetzt werden. Dazu ist im allgemeinen, abhängig vom Kontraktionsverhältnis und der angestrebten Strömungsqualität, eine bestimmte Baulänge der Düse notwendig. Es gibt Berechnungsverfahren, mit denen bei vorgegebener Geschwindigkeitsverteilung am Düsenaustritt die Kontur für eine minimale Düsenlänge berechnet werden kann. Oftmals steht aber eine ausreichende Baulänge wegen vorgegebener Verhältnisse nicht zur Verfügung, oder es ist bereits eine Düse mit unzureichendem Konturverlauf gegeben.Of the Contour of a nozzle should be designed so that by a slow, continuous Reduction of the nozzle cross-section local pressure increases and thus increased risk of flow separation avoided become. The static pressure in front of the nozzle should be as low loss as possible in the nozzle be converted into kinetic energy. In addition, in general, dependent from contraction ratio and the desired flow quality, a certain length the nozzle necessary. There are calculation methods with which at given Velocity distribution at the nozzle exit the Contour for a minimum nozzle length can be calculated can. Often, however, is a sufficient length due to given conditions not available, or it is already a nozzle given with insufficient contour.
Die
Die der Erfindung zugrundeliegende Aufgabe ist es, einen Windkanal mit einer Düse so auszubilden, dass die Strömung möglichst ablösungsfrei durch die Düse geführt und die für die Düse notwendige Baulänge möglichst klein gehalten werden kann.The The problem underlying the invention is to provide a wind tunnel a nozzle train so that the flow preferably without separation through the nozzle guided and the for the nozzle necessary length preferably can be kept small.
Zur Lösung dieser Aufgabe wird ein Windkanal mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 vorgeschlagen.to solution This object is a wind tunnel with the features of the claim 1 proposed.
Mit der Ausleitung im Randbereich der Strömung wird die kritische Grenzschicht der Strömung abgeschält und über die Ausleitung in einen Bereich geführt, in dem die für die aerodynamischen Versuche genutzte Strömung von dem ausgeleiteten Teilstrom unbeeinflusst bleibt. Mit der der Düse vorgeschalteten Vorkammer wird die Strömung definiert zu der Düse geführt und mittels der Teilstromausleitung kann auch der abgetrennte Volumenanteil definiert abgeführt werden. Die bereits im Eintrittsbereich der Düse energiearme Grenzschicht wird bereits im Eintrittsbereich der Düse weggeführt. Somit entsteht am Eintritt der Düse eine neue Wandgrenzschicht, die weniger zur Ablösung neigt als die Grenzschicht der ohne Vorkammer und Ausleitung ankommenden Strömung. Somit können Düsenkonturen mit größerer Neigung und kürzerer Baulänge ohne Zunahme der Gefahr einer Strömungsablösung realisiert werden.With the discharge in the edge area of the flow becomes the critical boundary layer the flow peeled off and over the Diversion into an area, in which the for the aerodynamic tests utilized flow of the discharged Partial flow remains unaffected. With the prechamber upstream of the nozzle becomes the flow defined to the nozzle guided and by means of Teilstromausleitung can also be the separated volume fraction defined dissipated become. The already low energy in the inlet region of the nozzle low-energy boundary layer is already carried away in the inlet region of the nozzle. Thus arises at the entrance the nozzle a new wall boundary layer less prone to detachment than the boundary layer the incoming without pre-chamber and discharge flow. Consequently can nozzle contours with greater inclination and shorter overall length be realized without increasing the risk of flow separation.
Dabei ist es besonders von Vorteil, wenn die Teilstromausleitung ein vollumfänglich zwischen der Außenseite der Düse und der Wand der Vorkammer ausgebildeter Spalt ist, durch den der abzutrennende Anteil der Strömung ohne weitere mechanische Leiteinrichtungen ausgeleitet werden kann, wobei in einer geometrisch besonders günstigen Ausführung der Spalt ringförmig ausgebildet ist. Die Anströmfläche der Düsenumrandung ist dabei so zu gestalten, dass sich an dieser, wenn überhaupt, nur geringe Verwirbelungen und möglichst kein Rückstau bildet.there It is particularly advantageous if the Teilstromausleitung a fully in between the outside the nozzle and the wall of the pre-chamber is formed gap through which the Part of the flow to be separated can be discharged without further mechanical guide devices, wherein in a geometrically particularly favorable embodiment of Gap annular is trained. The inflow of the nozzles border is to be designed in such a way that this, if any, only slight turbulences and as possible no backwater forms.
Weiter ist es günstig, die Wand der Vorkammer über die Eintrittsöffnung der Düse hinaus weiterzuführen, da dies eine weitgehend verlustarme Teilstromausleitung ermöglicht. Die abgeführte Luftmenge kann dann ohne weitere Luftführung oder weitere aktive Maßnahmen in das die Messstrecke umgebende Plenum eintreten.Furthermore, it is favorable to continue the wall of the pre-chamber beyond the inlet opening of the nozzle feed, as this allows a largely low-loss Teilstromausleitung. The discharged air quantity can then enter into the plenum surrounding the measuring section without further air guidance or further active measures.
In einer alternativen Ausführung weist die Düse im Eintrittsbereich durchbrochene Wandabschnitte auf, durch die der Randbereich der Strömung abgetrennt werden kann. Dabei ist es besonders günstig, das Hindurchtreten der Randbereiche der Strömung durch die Düsenwand mittels eines an der Außenseite der Düse angeordneten Sauggebläses zu unterstützen. Insbesondere ist damit ein Verwirbelungen erzeugender Rückstau in der Düse vermeidbar.In an alternative embodiment has the nozzle in the entry area openwork wall sections, through the the edge area of the flow can be separated. It is particularly favorable, the passage of the Edge areas of the flow through the nozzle wall by means of one on the outside the nozzle arranged suction fan to support. In particular, this is a turbulence generating backwater in the nozzle avoidable.
Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung können der nachfolgenden Beschreibung zu den in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen sowie den einzelnen Patentansprüchen entnommen werden.Further Advantages and features of the invention can be found in the following description to the embodiments shown in the drawing and the individual claims be removed.
In der Zeichnung zeigt:In the drawing shows:
Der
in
Für diese
Untersuchungen ist es in der Regel sehr wichtig, kalkulierbare,
also möglichst
gleichmäßige Strömungen mit über dem
Querschnitt der Strömung
konstanten Geschwindigkeits- und Druckvektoren im Bereich der Messstrecke
Zum
Zwecke einer gleichmäßigen Strömung des
Mediums
In
der in
Die
Düse
Durch
diesen Ringspalt
Ein Übergang
der Grenzschicht der ankommenden Strömung in den Kontraktionsbereich
der Düse
findet aufgrund der Ausleitung nicht statt. Stattdessen bildet sich
nach der Ausleitung am Düseneintritt
Zur
Vermeidung von Einflüssen
des abgeschälten
Teils der Strömung
auf den verbleibenden, in die Düse
eintretenden Hauptstrom wird der abgeschälte Anteil
Selbstverständlich ist
es bei Bedarf auch möglich,
die kontinuierliche Abführung
des abgeschälten
Strömungsanteils
Die
Stirnseite der Umrandung der Düseneintrittsöffnung
Bei
einer geschlossenen Strömungsführung kann
eine für
die abgeschälte
Strömung
vorgesehene Leitung auch bis nach der Messstrecke durch das Plenum
weitergeführt
werden und dann in die Hauptleitung für das Medium
Die
Wand der Vorkammer
An
der Wand der Düse
Die
alternative Darstellung in
Der
in
Die
Durchbrüche
in dem Wandbereich
Ansonsten
besitzen die zu der Ausführungsform
gemäß
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104359646B (en) * | 2014-10-17 | 2016-09-14 | 北京航天益森风洞工程技术有限公司 | Suction method is used to control the hypersonic nozzle of boundary layer thickness |
Families Citing this family (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE102004038658A1 (en) * | 2004-08-09 | 2006-02-23 | Michael Schelowsky | Power plant arrangement for combined use of wind, sun and biomass, has power plant shell leading through overall length of arrangement and lying below part of compound surface, which is attached to nozzle cavity |
CN100401034C (en) * | 2006-02-16 | 2008-07-09 | 同济大学 | Horizontal pumping system and pumping control method for automobile wind tunnel |
CN102589837B (en) * | 2012-02-09 | 2016-05-18 | 朱晓义 | large fluid pressure wind tunnel |
CN109632245B (en) * | 2019-02-01 | 2024-02-06 | 国电环境保护研究院有限公司 | Direct-current blowing type wind-blowing wind tunnel with bypass revolving door |
CN109799058B (en) * | 2019-03-24 | 2024-02-06 | 国电环境保护研究院有限公司 | Double-test-section direct-current wind-gusting wind tunnel with bypass |
CN111272376B (en) * | 2020-03-16 | 2021-08-24 | 中国科学院工程热物理研究所 | Wind tunnel boundary layer control mechanism and supersonic wind tunnel |
CN116256143B (en) * | 2023-05-15 | 2023-07-14 | 中国航空工业集团公司沈阳空气动力研究所 | Integrated structure of pipe wind tunnel spray pipe and test section and operation method |
CN117007274B (en) * | 2023-10-07 | 2023-12-29 | 中国空气动力研究与发展中心设备设计与测试技术研究所 | Subsonic wind tunnel loop mass flow measurement method |
Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2537953A1 (en) * | 1974-08-26 | 1976-03-11 | Wright Barry Corp | DUESE, IN PARTICULAR HIGH PRESSURE NOISE WITH LOW NOISE LEVEL |
US5056718A (en) * | 1987-11-13 | 1991-10-15 | Wakefield Anthony W | Jetting nozzle |
DE4325086A1 (en) * | 1993-07-21 | 1995-01-26 | Klaus Frohne | Nozzle arrangement for compressed-air blasting |
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- 2001-12-22 DE DE2001163896 patent/DE10163896B4/en not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE2537953A1 (en) * | 1974-08-26 | 1976-03-11 | Wright Barry Corp | DUESE, IN PARTICULAR HIGH PRESSURE NOISE WITH LOW NOISE LEVEL |
US5056718A (en) * | 1987-11-13 | 1991-10-15 | Wakefield Anthony W | Jetting nozzle |
DE4325086A1 (en) * | 1993-07-21 | 1995-01-26 | Klaus Frohne | Nozzle arrangement for compressed-air blasting |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104359646B (en) * | 2014-10-17 | 2016-09-14 | 北京航天益森风洞工程技术有限公司 | Suction method is used to control the hypersonic nozzle of boundary layer thickness |
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DE10163896A1 (en) | 2003-07-17 |
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