汽车尾流速度测量的虚拟仪器系统
(3)测量风洞风速,也即测量风洞中试验段流来均匀流场的风速。如图6 中右边虚线框部分,首先皮托管的压差由压差传感器感应到变成电信号经A/D 板转换后,由数据处理系统处理变为风速显示在面板的指示计里(V0total,m/s),并暂存在缓存器里,试验完后一并存入存储器里。数据处理时原理与前面相同。
(4)赋A,B,n 的值,将校准系统得出的A,B,n 赋给控制矩阵,系统将这三个系数带入拟合函数,从确定了风速与热线输出电压信号间的对应关系。在测速试验过程中,热线输出的电压信号就通过拟合函数可直接转换成风速值。
(5)待测信号的时间变化显示。
(6)数据采集和存储的控制。
6 虚拟仪器的试验测试及其结果
针对某国产轿车的1:10 模型,用本虚拟仪器系统进行了汽车尾流速度分布试验研究,并与我们先前研究的结果进行比较,以验证该虚拟仪器的有效性。
6.1 试验内容
测量横截面:试验对4 个尾流速度测量横截面进行了速度分布测量。本车的模型高为h=126mm,4 个面距离汽车尾端分别为1h,2h,3h,4h 处,分别对应x/h=1,2,3,4。4 个横截面位置如图9 所示。
图9 4个测量剖面的位置图
试验风速:20m/s。
堵塞比:6%。
6.2 试验结果
表1 虚拟仪器系统测得的速度结果
处的尾流测量横截面内各点的速度试验值如表1。进一步数据处理后得到该尾流横截面的速度分布等值线
图,如图10a。
a)x/h=1 尾流截面 b x/h=2 尾流截面 c)x/h=3 尾流截面 d)x/h=4 尾流截面
图10 4个尾流横截截面内的速度分布图
7 结论
(1)针对传统仪器的种种特点和弊端,在汽车风洞中引入虚拟仪器的概念,开发了基于热线风速计的、专门用于汽车尾流测速的虚拟仪器系统,该系统能够方便地进行维护、扩展和升级。
(2)使用该虚拟仪器系统进行了某国产轿车的尾流测速试验研究,测试结果与我们以前的数值计算结果和试验结果均保持一致,证明了使用本虚拟仪器进行汽车尾流测速是有效且可行的。
(3)应用该虚拟仪器系统进行汽车尾流测速,进而研究改善尾流结构的措施,对提高汽车空气动力特性,开发低阻力国产汽车,降低汽车燃油消耗有重要意义。
参考文献
1 傅立敏. 汽车空气动力学.北京:机械工业出版社, 1998
2 魏中磊. 热线风速以及其探针的发展以及在湍流实验研究上的贡献.湍流理论新进展及其应用. 上海 : 上海大学出版社,2000
3 H.H.Bruun. Hot-Wire Anemometry Principles and Signal Analysis. Oxford University Press, 1999
4 傅立敏. 汽车三维分离流动特性的数值计算研究. 汽车工程,2000 年
5 FU Li-min. Numerical Study of Separated Flow around Rear of Road Vehicle . 2000 FISITA, Jun 2000(end)
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