风洞实验是什么模型

风洞实验是空气动力学研究中的物理模型，通过模拟真实气流环境测试物体特性。实验室建造封闭管道，用风扇产生稳定气流，研究人员将飞机模型、汽车外壳或建筑物缩放模型放入测试区。传感器记录压力分布、阻力系数和升力数据。风洞风速可精确调节，从每小时几公里到超音速不等。这种模型让工程师在实物制造前优化设计，减少试错成本，提高产品性能。风洞实验还广泛应用于航天器设计、体育器材改进和城市规划中，确保建筑物能承受强风影响。

风洞实验作为流体力学研究工具，采用相似准则原理保证模型与实物流动特性一致。实验中，雷诺数、马赫数等无量纲参数被严格控制，确保数据可转换到真实场景。研究人员使用粒子图像测速技术(PIV)可视化气流轨迹，用热线风速仪测量湍流强度。风洞测试段配备六分量天平，精确测量三维受力情况。现代风洞配备边界层控制装置，模拟不同高度大气条件。这种实验方法已帮助高速列车减少空气阻力15-20%，让风力发电机叶片效率提升25%，成为现代工程设计不可或缺的环节。