低成本亚音速风洞试验装置结构设计

　　这套亚音速风洞装置主要面向小型流体力学试验场景搭建，可用于高校教学演示、小型传感器气动性能校验、低风速工况下的构件流场特性测试，相比大型工业风洞大幅压缩了搭建成本与占地空间，适合预算有限的实验室、创客团队开展基础气动试验使用。装置整体采用分段式结构设计，从进气端到出气端依次设置了集气进气段、收缩稳流段、试验测试段、扩压出风段，各段之间采用法兰拼接结构，方便后期根据试验需求更换不同规格的测试段腔体，也便于对内部稳流构件进行维护调整。进气端采用方口外扩的集气罩结构，大尺寸的开口设计可以降低进气阻力，减少入口处的气流紊流度，气流进入收缩段后通过渐变的流道截面完成加速，将气流均匀导入中部的测试段区域，测试段预留了传感器安装位，可以固定风速、

　　风压、温度等测试元件，也可通过快装结构固定待测试的小型构件，满足不同类型的气动测试需求。架体部分采用标准型材拼接的框架结构，通过竖向支撑腿将整个风洞腔体抬升至合适的操作高度，架体的横向连接杆件做了加强处理，避免风洞运行时的气流振动引发结构共振，支撑腿底部预留了地脚安装孔，可以直接通过膨胀螺栓固定在实验室地面，也可加装减震脚垫降低运行振动对测试精度的影响。设计过程中重点优化了流道的过渡曲面，所有流道内壁的转角位置都做了圆弧过渡处理，避免直角结构引发的气流分离与涡旋产生，有效降低了风洞运行的能耗与气流噪音，收缩段的曲线经过多轮流场仿真校验，保证测试段区域的气流速度均匀性偏差控制在合理范围内，满足基础气动试验的流场品质要求。

　　出风段采用渐扩的圆管结构，逐步降低气流流速，减少出口处的动压损失，同时可以在出口位置适配不同功率的轴流风机，根据试验所需的风速区间灵活匹配动力源，无需对整体风洞结构做大幅改动。整套装置的安装边界预留了充足的操作空间，测试段侧面预留了观察窗安装位，可以加装透明亚克力板配合PIV设备开展流场可视化观测，各段的连接法兰都采用统一的螺栓孔位规格，方便后期拓展加装紊流发生器、阻尼网等辅助构件，适配更多类型的试验场景。