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低速風(fēng)洞試驗(yàn)平臺初步方案

產(chǎn)品型號:
更新時間:2025-12-30
廠商性質(zhì):代理商
訪問量:349
服務(wù)熱線4006981718
產(chǎn)品分類
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低速風(fēng)洞試驗(yàn)平臺初步方案
1 風(fēng)洞項(xiàng)目概述與建設(shè)背景
本方案旨在為安踏公司設(shè)計并建造一座專用于運(yùn)動服裝面料及半身人臺空氣動力學(xué)測試的高性能、低湍流度回流式低速風(fēng)洞。該風(fēng)洞將作為安踏運(yùn)動空氣動力學(xué)研發(fā)的核心基礎(chǔ)設(shè)施,專注于通過精準(zhǔn)的測試,優(yōu)化服裝版型、分割線設(shè)計及表面異形結(jié)構(gòu),以達(dá)成顯著的減阻效果,從而提升精英運(yùn)動員在高速運(yùn)動項(xiàng)目(如馬拉松、競走、自行車、滑雪等)中的表現(xiàn),鞏固安踏在競技裝備領(lǐng)域的技術(shù)好地位。
2 風(fēng)洞測試與服裝研發(fā)應(yīng)用
本風(fēng)洞模擬真實(shí)運(yùn)動中的復(fù)雜氣流環(huán)境。
測試對象:
各類功能性面料、服裝局部樣片、完整服裝(穿著于標(biāo)準(zhǔn)半身人臺)。
核心測試目標(biāo):
精確測量氣動阻力,并可視化分析流場結(jié)構(gòu)。
具體應(yīng)用流程:
1. 基準(zhǔn)建立:
成衣測試精度需滿足成年男性半身的測試頭部、肩部、上半身、下半身等人體部分結(jié)構(gòu)包覆面料的測試精度。
圖 1帽子結(jié)構(gòu)款式阻力系數(shù)-速度測試結(jié)果
將標(biāo)準(zhǔn)半身人臺(可模擬跑步、騎行等不同姿勢)固定于內(nèi)置的六分量力天平上,獲取裸人臺在不同風(fēng)速、不同偏航角(模擬側(cè)風(fēng))下的阻力系數(shù)基準(zhǔn)數(shù)據(jù)。
2. 面料級測試:
將不同材質(zhì)、不同編織方法、不同表面處理(如異形結(jié)構(gòu)貼條)的面料樣片固定于平板測力模塊上,量化其局部摩擦阻力差異。面料測試精度需滿足20cm筒徑雷諾數(shù)-阻力系數(shù)面料測試數(shù)據(jù)差異最小相差0.05Cd。
圖 2面料20cm筒徑雷諾數(shù)-阻力系數(shù)面料測試結(jié)果
3. 服裝版型與分割線優(yōu)化:
為半身人臺穿上不同版型、不同分割線位置設(shè)計的測試服裝。
通過風(fēng)洞測試,精確量化每一處設(shè)計更改帶來的阻力變化(可精確到0.01N量級)。例如,通過對比測試,可科學(xué)確定腋下分割線的傾斜角度、后背接縫的位置等,從而將空氣迅速導(dǎo)流,避免渦旋產(chǎn)生。
4. 表面異形結(jié)構(gòu)導(dǎo)流驗(yàn)證:
在服裝表面關(guān)鍵部位(如肩部、上臂、大腿前側(cè))粘貼或集成不同形狀、尺寸的異形結(jié)構(gòu)(仿生翼片、溝槽等)。
通過風(fēng)洞測試,精確評估這些結(jié)構(gòu)對整體阻力的影響,并通過煙絲或PIV粒子圖像測速系統(tǒng)直觀觀測其“將空氣迅速導(dǎo)流"的效果,優(yōu)化結(jié)構(gòu)設(shè)計,確保其能延遲氣流分離,減小低壓尾流區(qū)。
3 技術(shù)要求
風(fēng)洞應(yīng)滿足占地需求:可用占地面積寬8.979m,長25.152m。高主梁下方大可用高度4.150m次梁4.450m。上述面積為凈尺寸,需要考慮墻體厚度(實(shí)現(xiàn)隔音效果,外部有辦公區(qū)域,需要考慮降低運(yùn)行噪音),門位置以及大小。包括風(fēng)洞主體結(jié)構(gòu)、相關(guān)配套設(shè)備、必要操作空間及必要隔音處理。(隔音墻體需求可是設(shè)計中提出)
圖 3現(xiàn)有廠房預(yù)留空間
l 風(fēng)洞為閉口回流風(fēng)洞;
l 風(fēng)洞試驗(yàn)段尺寸:寬1600m×高2000mm×長3000mm(迎風(fēng)面積為3.2m2,對于0.35m2的半身人臺,阻塞比可達(dá)0.35/3.2=10.9%)
l 空風(fēng)洞流場指標(biāo)如下(@40m/s):
流速均勻性:1%
動壓穩(wěn)定性:0.01
湍流度:0.5%
氣流偏角:0.5°
l 試驗(yàn)段氣流速度大40m/s,風(fēng)速可以調(diào)節(jié);
l 被測樣品大迎風(fēng)面積0.35m2(阻塞比為10%的情況下);
l 穩(wěn)定風(fēng)速±0.1m/s;
l 該風(fēng)洞考慮溫度對氣流粘性的影響,測量溫度時間與測量測力同步存儲,便于對數(shù)據(jù)的修正;
l 風(fēng)洞具備轉(zhuǎn)盤及模型支撐,便于后續(xù)的試驗(yàn)測量;.
l 具備三分量天平;
4 主要子系統(tǒng)配置
1. 試驗(yàn)段:
閉口試驗(yàn)段形式。
2. 測控系統(tǒng):
(1) 高精度三分量(或單分量)應(yīng)變天平(建議使用盒式天平):
安裝在試驗(yàn)段下方轉(zhuǎn)盤空腔內(nèi),用于精確測量服裝帶來的阻力和升力等。
(2) 壓力掃描系統(tǒng)(客戶自備):
在人臺表面布置多個壓力測點(diǎn),測量表面壓力分布,從而可以用測壓積分的方法測量模型的形阻或者摩擦阻力。
(3) 數(shù)據(jù)采集與處理軟件:
集成化控制平臺,實(shí)時顯示、記錄和處理力、壓力、風(fēng)速等數(shù)據(jù),并自動計算阻力系數(shù)。
3. 流場可視化(客戶自備):
預(yù)留接口,支持煙絲發(fā)生器、氦氣泡發(fā)生器或PIV激光測速系統(tǒng)。
5 場地布局
為可能增加試驗(yàn)段的截面積,本風(fēng)洞布局盡可能利用廠房的全部有效空間,試驗(yàn)段北側(cè)預(yù)留大門,操作人員進(jìn)入大門后可方便的觀察實(shí)驗(yàn)段,試驗(yàn)段設(shè)置觀察窗,方便試驗(yàn)人員觀察測試情況,觀察窗口應(yīng)具有良好的透光性和密封性。操作人員可通過貫穿于試驗(yàn)段的兩個人員進(jìn)出門到達(dá)風(fēng)洞回型區(qū)中心,控制臺布置于該位置。風(fēng)洞的西側(cè)預(yù)留另外的大門,可通過設(shè)備/儀器間。布局圖如下圖所示。
圖 4風(fēng)洞總體布局
6 技術(shù)方案
風(fēng)洞采用回流布置,風(fēng)洞總長為21m,軸線高度為1.8m,大高度3.8m占地寬度為7000mm。滿足現(xiàn)有場地占地面積寬8.979m,長25.152m、凈高高度4 m的限制條件,風(fēng)洞試驗(yàn)段采用閉口形式,尺寸為寬1600m×高2000mm×長3000mm,收縮段擬采用采用經(jīng)過CFD優(yōu)化的雙三次線型面,確保氣流平穩(wěn)、均勻地加速,避免分離,收縮比為4.1,保證試驗(yàn)段流場品質(zhì)。動力段直徑為2200mm,長4500mm,內(nèi)有整流罩,葉片8片,電機(jī)為132kW變頻電機(jī),電壓為380V。穩(wěn)定段內(nèi)有整流裝置,為測試提供穩(wěn)定、均勻的來流,基礎(chǔ)湍流度控制在0.4% 。
圖 5總體氣動方案圖
風(fēng)洞廠房整體預(yù)留用電容量為AC380V,200kVA。
7 項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)概算及工期(30天有效)
表 1項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)概算表
序號 | 項(xiàng)目 | 技術(shù)規(guī)格與描述 |
1 | 風(fēng)洞洞體 | 精密加工,確保收縮比及型面精度,表面光潔度高,含閉口試驗(yàn)段 |
2 | 蜂窩器、阻尼網(wǎng) | 不銹鋼材質(zhì),用于整流、降湍流度 |
3 | 風(fēng)機(jī)及變頻系統(tǒng) | 包含防護(hù)網(wǎng)、整流罩、高精度風(fēng)扇葉片(葉尖速度校核)、槳葉槳轂、132kW變頻器、電機(jī) |
4 | 轉(zhuǎn)盤系統(tǒng) | 0.8m轉(zhuǎn)盤 |
5 | 控制系統(tǒng) | 計算機(jī)、控制器、控制臺等 |
6 | 監(jiān)視及安全系統(tǒng) | 監(jiān)控硬盤及攝像頭 |
7 | 盒式天平 | 三分量天平(含校準(zhǔn)),符合半身人臺設(shè)計 |
8 | 采集模塊 | 高精度、高采樣率數(shù)據(jù)采集硬件,采集天平、壓力、風(fēng)速信號,含信號調(diào)理電源及模塊。 |
9 | 壓力測量系統(tǒng) | 用于針對摩擦阻力測量 |
10 | 測控軟件 | 定制化開發(fā)軟件,用于控制變頻器(風(fēng)速)、采集數(shù)據(jù)、實(shí)時顯示、數(shù)據(jù)后處理、生成報告。 |
11 | 其他消耗材料 |
|
12 | 安裝調(diào)試費(fèi) | 設(shè)備安裝(包含所有部件在現(xiàn)場的吊裝、定位、水平校準(zhǔn)、機(jī)械結(jié)構(gòu)連接)、調(diào)試與系統(tǒng)集成 |
13 | 流場標(biāo)定 | 使用校準(zhǔn)設(shè)備對試驗(yàn)段流場的風(fēng)速均勻性、湍流度等進(jìn)行精確測量與認(rèn)證 |
14 | 運(yùn)輸與保險 |
|
15 | 不可預(yù)見費(fèi) | 用于應(yīng)對項(xiàng)目實(shí)施過程中可能的預(yù)算偏差。 |
16 | 設(shè)計費(fèi) |
|
16 | 項(xiàng)目管理與稅費(fèi) | 管理費(fèi)及稅金 |
注:
1.本報價為國內(nèi)市場制造與集成的估算價格,主要部件(如電機(jī)、變頻器、傳感器)采用好品牌,機(jī)械結(jié)構(gòu)國內(nèi)精密加工。
2.本報價不包括廠房基建改造費(fèi)用,如:地基、電力增容(需200kVA獨(dú)立供電)、空調(diào)、改通道大門、墻體隔音處理等
3. 不包括PIV、煙霧發(fā)生器等流場可視化設(shè)備
4.本報價有效期為30天,材料及人工費(fèi)按實(shí)際會發(fā)生浮動。
低速風(fēng)洞試驗(yàn)平臺初步方案
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