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國內(nèi)首套汽車整車風(fēng)洞湍流發(fā)生器研制成功
汽車風(fēng)洞能產(chǎn)生穩(wěn)定的風(fēng)，模擬汽車在均勻流動(dòng)中的行駛狀態(tài)。然而汽車在實(shí)際道路行駛時(shí)則會(huì)遇到各種場景，如在超車、會(huì)車或經(jīng)過隧道、橋梁、山峰時(shí)，都會(huì)遇到忽強(qiáng)忽弱的橫風(fēng)；且真實(shí)道路的來流流場湍流度也遠(yuǎn)大于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)室水平。如何在汽車風(fēng)洞中研制一套能模擬出大小、方向可調(diào)的橫風(fēng)及湍流度變化裝置，讓汽車風(fēng)洞試驗(yàn)更接近真實(shí)道路狀態(tài)，是汽車風(fēng)洞試驗(yàn)的一道難題。
中國汽研風(fēng)洞中心近兩年來開展了橫風(fēng)及湍流發(fā)生器裝置的研制工作，并于近日研制成功，稱為CAERI TUG裝置，如圖1所示。CAERI TUG裝置是一套獨(dú)立于汽車風(fēng)洞系統(tǒng)的裝置，使用該裝置無需對(duì)風(fēng)洞進(jìn)行大的改造，僅在噴口處安裝風(fēng)洞與裝置的接口，就可實(shí)現(xiàn)TUG裝置的快速安裝與拆除，且拆除后，不影響原有風(fēng)洞的流場品質(zhì)。
圖1 CAERI TUG裝置
CAERI TUG裝置主體結(jié)構(gòu)由8支翼型并列組成，間隔750mm；每支翼型由1臺(tái)伺服電機(jī)獨(dú)立控制，控制系統(tǒng)為一個(gè)可移動(dòng)的控制柜，可控制8臺(tái)電機(jī)同步或異步轉(zhuǎn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)每支翼型轉(zhuǎn)動(dòng)振幅和角度獨(dú)立可調(diào)，可在風(fēng)洞中產(chǎn)生不同流動(dòng)特征的非穩(wěn)態(tài)流場。該裝置工作最高風(fēng)速設(shè)計(jì)為120km/h。下圖是風(fēng)速120km/h、振幅±10、頻率1Hz的吹風(fēng)情況。
在x=-2000mm，0mm，2000mm三個(gè)流向位置上；y=-1000mm～1000mm，間隔200mm；z=1000mm的測(cè)點(diǎn)處分別用五孔探針和二維熱線探針測(cè)量了流場在翼型振幅大小為±10°、頻率為1Hz工況下5個(gè)振蕩周期的平均湍流度以及瞬態(tài)速度，結(jié)果表明該裝置在目前的配置下可以產(chǎn)生跟隨性較好的可控橫風(fēng)，且最大湍流度達(dá)9.8%。
（注：坐標(biāo)原點(diǎn)為天平中心，xy平面為天平平面，x軸為氣流流動(dòng)方向，y軸垂直于氣流流動(dòng)方向，z軸垂直于天平平面）
圖3 風(fēng)速120km/h、TUG擺動(dòng)角度為±10°（1Hz）工況下，風(fēng)洞流場測(cè)得瞬時(shí)速度值（測(cè)點(diǎn)位置x=-2000, y=0, z=1000）
圖4 風(fēng)速120km/h、TUG擺動(dòng)角度為±10°（1Hz）工況下，風(fēng)洞流場測(cè)得流向角與TUG擺動(dòng)角度隨時(shí)間變化對(duì)比（測(cè)點(diǎn)位置x=-2000, y=0, z=1000）
圖5 風(fēng)速120km/h、TUG擺動(dòng)角度為±10°（1Hz）工況下，三個(gè)流向位置測(cè)得平均湍流強(qiáng)度值隨y坐標(biāo)位置分布
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