1.1研究意义

本科毕业设计是我们培养方案中重要的一环，也是毕业前的最后一次综合性训练。毕业设计，既是对所学知识的巩固，是考验所有必修、选修课程的掌握程度；更是理论知识的综合应用和实践，考验面对研究中各难题、困难的应对能力。相信经过此次毕业设计，我的实践能力、创新能力包括写作能力将有较大的提升。

流体风洞试验、数值模拟、实际试验是当今研究流体力学的主要方法。它们相辅相成，各有优势，无法相互替代。由于数值模拟结果短时间内准确性不够，而实际试验成本高昂，风洞试验段越来越收到广泛重视。风洞是一种管道状试验设备，该设备依据运动的相对性原理，将飞行器的模型或实物固定在人为制造气流中，以此模拟实际飞行中各种飞行状态，获取试验数据^[1]。风洞试验结果可以作为实物设计和优化的依据。

风洞主要可应用在以下领域：

（1）、先进飞行器设计。可将整机模型或机身某部件放入风洞试验段内，测量包括升力系数、阻力系数等在内的各项参数。现代先进飞行器周围流畅复杂多变，相较于后期飞行试验，风洞提供了高效、经济的试验手段。现代飞行器对风洞的依赖性很大，例如50年代美国B-52型轰炸机的研制，曾进行了约10000小时的风洞实验^[2]。借助现代测量设备，风洞试验精度有了较大提升。可通过天平测得气动力，通过压敏漆（PSP）、温敏漆（TSP）测得压力、温度等。可以说先进的风洞是先进飞行器的摇篮。

（2）、汽车、列车外形设计。据研究表明，当汽车时速达到110公里以上的时候，风的阻力占到总行驶阻力的70%。降低气动阻力，将意味着更少的油耗。列车也是同理，在列车运营时速不断提升的同时，如“和谐号”CRH380A新一代高速动车组曾跑出最高时速486.1公里每小时，其气动阻力占总阻力的比例达到80%^[3]。因此良好的外形，不仅更经济，也将使乘客乘坐更舒适，更安全。

（3）、土木工程。桥梁大楼等建筑的外形通常不是流线型，在风中会承受较大气动力，有时会因此酿成灾难。例如1940年美国华盛顿州塔科马桥，在19米/秒的风速影响下剧烈摇晃而坍塌^[4]。现代建筑设计，尤其是建在环境较恶劣的桥梁设计中，风洞试验必不可少，能有效避免风致振动带来的巨大危害。

回流式是风洞的基本形式之一，其中试验流体流速Ma≤0.3的被划分为低速回流式风洞。回流式风洞相比直流式虽然造价高，但其受环境影响较小，试验精度较高，有广泛的应用前景和发展空间。

1.2国内外现状