1. 本选题研究的目的及意义
小型回流式风洞作为一种重要的实验设备,在空气动力学研究、航空航天、汽车工业、建筑工程等领域发挥着至关重要的作用。
与大型风洞相比,小型回流式风洞具有成本低、占地面积小、易于维护等优点,在高校教学和科研领域得到越来越广泛的应用。
本选题研究旨在设计并优化一种小型回流式风洞,利用计算流体力学(CFD)软件Fluent对风洞流场进行数值模拟,通过对模拟结果的分析,优化风洞结构参数,以获得更加均匀、低湍流度的气流,从而提高实验数据的可靠性和准确性。
2. 本选题国内外研究状况综述
小型回流式风洞的设计和优化是一个系统工程,涉及流体力学、结构力学、自动控制等多个学科领域。
近年来,国内外学者在小型回流式风洞的设计理论、优化方法、测试技术等方面进行了大量的研究,并取得了一系列成果。
1. 国内研究现状
3. 本选题研究的主要内容及写作提纲
1. 主要内容
本研究将以小型回流式风洞(0.8m×0.8m)为研究对象,利用Fluent软件进行数值模拟,并结合理论分析和实验验证,对风洞结构进行优化设计,主要研究内容如下:
1.风洞设计参数确定:根据实验需求,确定风洞的尺寸、实验段风速范围、湍流度要求等关键参数。
调研现有小型回流式风洞设计案例,参考相关设计规范,初步确定风洞结构参数。
4. 研究的方法与步骤
本研究将采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的研究方法,具体步骤如下:
1.文献调研与需求分析:首先,进行广泛的文献调研,了解小型回流式风洞的设计理论、国内外研究现状以及相关技术标准。
在此基础上,明确研究目标,确定风洞的主要性能指标和设计要求。
2.方案设计与数值模拟:根据设计要求,利用相关理论和经验公式,进行风洞的初步设计,确定风洞的总体尺寸、各部分结构参数以及气动布局。
5. 研究的创新点
本研究的创新点主要体现在以下几个方面:
1.小型化、低成本设计:本研究旨在设计一种结构紧凑、成本低廉的小型回流式风洞,以满足高校和科研机构对小型风洞日益增长的需求。
通过优化设计,将在保证风洞性能的前提下,尽可能降低风洞的制造成本和运行维护成本。
2.基于Fluent的精细化数值模拟:采用先进的CFD软件Fluent对风洞流场进行精细化数值模拟,并对不同结构参数进行优化分析,以提高风洞流场的均匀性和降低湍流度。
6. 计划与进度安排
第一阶段 (2024.12~2024.1)确认选题,了解毕业论文的相关步骤。
第二阶段(2024.1~2024.2)查询阅读相关文献,列出提纲
第三阶段(2024.2~2024.3)查询资料,学习相关论文
7. 参考文献(20个中文5个英文)
1.王福军. 计算流体动力学分析: CFD软件原理与应用[M]. 北京: 清华大学出版社, 2021.
2.李晓东, 韩占忠, 刘超. 回流式风洞研制技术[M]. 北京: 国防工业出版社, 2018.
3.张兆顺, 崔桂香, 杨国标. 流体力学[M]. 北京: 清华大学出版社, 2019.
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