大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告1　　一.風(fēng)洞試驗(yàn)簡(jiǎn)述：　　實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)是空氣動(dòng)力學(xué)的一個(gè)分支，是用實(shí)驗(yàn)方法研究飛行器及其它物體在與空氣或其它氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的氣動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和各種復(fù)雜物理現(xiàn)象。由于是直接研下面是小編為大家整理的大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告3篇【通用文檔】,供大家參考。

大學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)報(bào)告1

　　一. 風(fēng)洞試驗(yàn)簡(jiǎn)述：

　　實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)是空氣動(dòng)力學(xué)的一個(gè)分支，是用實(shí)驗(yàn)方法研究飛行器及其它物體在與空氣或其它氣體作相對(duì)運(yùn)動(dòng)時(shí)的氣動(dòng)特性、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和各種復(fù)雜物理現(xiàn)象。由于是直接研究物體與真實(shí)氣流間的相互作用，所得數(shù)據(jù)可以用作工程設(shè)計(jì)的依據(jù)，驗(yàn)證理論計(jì)算結(jié)果并能揭示新的流動(dòng)現(xiàn)象，為理論分析提供物理模型。

　　實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)作為一門(mén)分支學(xué)科是20世紀(jì)40年代形成的。它的形成同飛行器高速發(fā)展，要求迅速獲得大量復(fù)雜、精確、可靠的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)有關(guān)。它的主要內(nèi)容除空氣動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論外，還包括實(shí)驗(yàn)理論、實(shí)驗(yàn)方法和實(shí)驗(yàn)設(shè)備的知識(shí)。

　　實(shí)驗(yàn)空氣動(dòng)力學(xué)的主要任務(wù)是利用風(fēng)洞進(jìn)行模型實(shí)驗(yàn)，以發(fā)現(xiàn)和確認(rèn)流動(dòng)現(xiàn)象、探索和揭示流動(dòng)機(jī)理、尋求和了解流動(dòng)規(guī)律，并為飛行器提供優(yōu)良?xì)鈩?dòng)布局和空氣動(dòng)力特性數(shù)據(jù)，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)所依據(jù)的基本理論是相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理和相似理論。

　　相對(duì)運(yùn)動(dòng)原理：無(wú)論是固體以某一均勻速度在靜止的流體中運(yùn)動(dòng)，還是流體以相同速度流經(jīng)固體，兩者之間的相互作用力恒等。

　　相似理論：論述物理現(xiàn)象相似的條件和相似現(xiàn)象的性質(zhì)的學(xué)說(shuō)。是模擬的理論基礎(chǔ)。相似理論的重要課題是確定各種物理現(xiàn)象的相似準(zhǔn)數(shù)。

　　風(fēng)洞是進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)的一種主要設(shè)備，幾乎絕大多數(shù)的空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)都在各種類(lèi)型的風(fēng)洞中進(jìn)行。風(fēng)洞的工作原理是使用動(dòng)力裝置在一個(gè)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì)的管道內(nèi)驅(qū)動(dòng)一股可控氣流，使其流過(guò)安置在實(shí)驗(yàn)段的靜止模型，模擬實(shí)物在靜止空氣中的運(yùn)動(dòng)。測(cè)量作用在模型上的空氣動(dòng)力，觀測(cè)模型表面及周?chē)牧鲃?dòng)現(xiàn)象。根據(jù)相似理論將實(shí)驗(yàn)結(jié)果整理成可用于實(shí)物的相似準(zhǔn)數(shù)。實(shí)驗(yàn)段是風(fēng)洞的中心部件，實(shí)驗(yàn)段流場(chǎng)應(yīng)模擬真實(shí)流場(chǎng)，其氣流品質(zhì)如均勻度、穩(wěn)定度（指參數(shù)隨時(shí)間變化的情況）、湍流度等，應(yīng)達(dá)到一定指標(biāo)。

　　風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的主要優(yōu)點(diǎn)是：

　　① 實(shí)驗(yàn)條件（包括氣流狀態(tài)和模型狀態(tài)兩方面）易于控制。

　　② 流動(dòng)參數(shù)可各自獨(dú)立變化。

　　③ 模型靜止，測(cè)量方便而且容易準(zhǔn)確。

　　④ 一般不受大氣環(huán)境變化的影響 。

　　⑤ 與其他空氣動(dòng)力學(xué)實(shí)驗(yàn)手段相比，價(jià)廉、可靠等。

　　缺點(diǎn)是難以滿足全部相似準(zhǔn)數(shù)相等，存在洞壁和模型支架干擾等，但可通過(guò)數(shù)據(jù)修正方法部分或大部分克服。

　　風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的主要常規(guī)試驗(yàn)有測(cè)力試驗(yàn)、測(cè)壓試驗(yàn)和流態(tài)觀測(cè)試驗(yàn)等。測(cè)力和測(cè)壓試驗(yàn)是測(cè)定作用于模型或模型部件（如飛行器模型中的一個(gè)機(jī)翼等）的氣動(dòng)力及表面壓強(qiáng)分布，多用于為飛行器設(shè)計(jì)提供氣動(dòng)特性數(shù)據(jù)。流態(tài)觀測(cè)試驗(yàn)廣泛用于研究流動(dòng)的基本現(xiàn)象和機(jī)理。

　　二. 實(shí)驗(yàn)內(nèi)容：

　　1. 根據(jù)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)段尺寸和實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求完成實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ偷慕Y(jié)構(gòu)和模型支撐結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。

　　2. 編寫(xiě)模型測(cè)力和流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)大綱（或?qū)嶒?yàn)任務(wù)書(shū)）。

　　3. 固定風(fēng)速，改變模型姿態(tài)（例如，改變模型迎角）測(cè)量不同姿態(tài)下的模型氣動(dòng)力；對(duì)模型做重復(fù)性試驗(yàn)。

　　4. 對(duì)測(cè)力模型做流動(dòng)顯示實(shí)驗(yàn)（分別做模型煙流顯示實(shí)驗(yàn)和油流顯示實(shí)驗(yàn)）

　　三. 實(shí)驗(yàn)儀器及設(shè)備：

　　D1低速風(fēng)洞主要組成部分為實(shí)驗(yàn)段、擴(kuò)壓段、拐角和導(dǎo)流片、穩(wěn)定段、收縮段以及動(dòng)力段。實(shí)驗(yàn)段截面為橢圓面，其入口長(zhǎng)軸為102cm，短軸為76cm，出口處長(zhǎng)軸為107cm，短軸為81cm；實(shí)驗(yàn)段全長(zhǎng)1.45m；實(shí)驗(yàn)段的最大流速為50m/s；紊流度為0.3%；實(shí)驗(yàn)段模型安裝區(qū)內(nèi)，速壓不均勻度3%。其上游收縮段的收縮比為8.4。D1低速風(fēng)洞采用可控硅控制無(wú)級(jí)調(diào)速；配置有尾撐式—機(jī)構(gòu)及內(nèi)式六分量應(yīng)變天*。由信號(hào)放大器（GDA—10），A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集板和計(jì)算機(jī)構(gòu)成測(cè)力天*信號(hào)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

　　實(shí)驗(yàn)原理：

　　當(dāng)物體以某一速度在靜止的空氣中運(yùn)動(dòng)時(shí)，氣流對(duì)物體的作用與同一速度的氣流流過(guò)靜止物體時(shí)的作用完全相同。風(fēng)洞就是一種產(chǎn)生人工氣流，對(duì)固定于風(fēng)洞試驗(yàn)段的模型產(chǎn)生氣動(dòng)力作用的管道設(shè)備。

　　六分量應(yīng)變天*：是一種專(zhuān)用的測(cè)力傳感器。用于測(cè)量作用在模型上的空氣動(dòng)力的大小。該天*能測(cè)量升力、阻力、側(cè)力、俯仰力矩、偏航力矩和滾轉(zhuǎn)力矩。它由應(yīng)變片、彈性元件、天*體和一些附件組成。應(yīng)變天*是一種將機(jī)械量轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏枯敵龅膶?zhuān)用設(shè)備。它是運(yùn)用位移測(cè)量原理，利用天*的變形來(lái)測(cè)量外力大小。將應(yīng)變片貼在天*彈性元件上，彈性元件上的應(yīng)變與外力大小成比例，應(yīng)變片連接組成測(cè)量電橋，接入測(cè)量線路中，即可測(cè)出力的大小。應(yīng)變天*在測(cè)量過(guò)程中的`參量變化過(guò)程如下：

　　PRUV

　　其中：

　　P—天*彈性元件上承受的氣動(dòng)力。

　　—在氣動(dòng)力P的作用下彈性元件上的應(yīng)變。

　　R—貼在彈性元件上的應(yīng)變片在彈性元件產(chǎn)生應(yīng)變的情況下產(chǎn)生的電阻增量。

　　U—由應(yīng)變片產(chǎn)生的電阻增量R而引起的測(cè)量電橋產(chǎn)生的輸出電壓增量（mV）。

　　V—檢測(cè)儀器所指示的讀數(shù)增量（V）。

　　右下圖為一六分量應(yīng)變天*測(cè)量電橋示意圖。圖中標(biāo)有號(hào)碼處為粘貼有電阻應(yīng)變片的天*元件。例如號(hào)碼1、2、3、4為天*升力元件的四個(gè)電阻阻值相等的應(yīng)變片，它們構(gòu)成了一個(gè)全橋電路。當(dāng)天*升力元件

　　受載后，在電橋AC端將會(huì)有電壓信號(hào)U輸出，

　　該信號(hào)U將被引入信號(hào)放大器。

　　信號(hào)放大器（GDA—10）：其功用是將來(lái)自于天*

　　各分量電橋的微小電壓輸出放大到能被計(jì)算機(jī)接

　　受的電壓值。

　　A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集板：由于計(jì)算機(jī)只能處理數(shù)

　　字信號(hào)，而天*各分量的輸出信號(hào)是模擬信號(hào)，因

　　此須先用A/D模數(shù)轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)采集板將天*輸出的模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號(hào)，方能由計(jì)算機(jī)對(duì)采集的信號(hào)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

　　計(jì)算機(jī)：通過(guò)已有程序軟件對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ偷臏y(cè)力進(jìn)行過(guò)程控制、數(shù)據(jù)采集和后處理。 模型煙線流動(dòng)顯示、表面油流顯示原理參見(jiàn)附錄1、2。

　　四. 實(shí)驗(yàn)步驟：

　　1） 將實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ桶惭b于測(cè)力天*上。對(duì)試驗(yàn)?zāi)Ｐ妥鏊?或垂直調(diào)整。將模型的

　　攻角、側(cè)滑角分別調(diào)整為0角。

　　2） 檢查各有關(guān)設(shè)備之間的連線是否連接正確。

　　3） 打開(kāi)計(jì)算機(jī)，然后是放大器及天*電源。

　　4） 通過(guò)計(jì)算機(jī)測(cè)力系統(tǒng)軟件檢測(cè)天*各分量的信號(hào)輸出值是否正常。通常未

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