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世界汽车风洞系列（一）——通用汽车风洞
2018-10-26 09:26:29· 来源：AutoAero
由于对汽车燃油经济性、舒适性的广泛需求，汽车空气动力学越来越引起各大汽车公司的重视，合理的风阻系数，不仅能够进一步减少油耗，还能降低风噪，提高车辆的高速行驶的稳定性。今天我们将一起走进通用汽车风洞实验室，一起探索世界最大风洞的奥秘。
世界最大的汽车风洞--通用汽车风洞
由于对汽车燃油经济性、舒适性的广泛需求，汽车空气动力学越来越引起各大汽车公司的重视，合理的风阻系数，不仅能够进一步减少油耗，还能降低风噪，提高车辆的高速行驶的稳定性。今天我们将一起走进通用汽车风洞实验室，一起探索世界最大风洞的奥秘。
通用汽车风洞结构图解
就风洞而言，基本结构是相同的，都会包括一个巨型风扇、检测平台、任务控制室、冷却塔以及一些闭环回流风道之类的设计；通用汽车风洞为典型的回流型汽车风洞，回流风洞的特点是，通过试验段的气流能经循环系统再返回试验段，能回收气流的能量，鼓风机用的电动机功率小，并能保持恒定的空气温度和湿度。缺点是构造复杂，设备庞大，建设成本高。通用风洞试验段尺寸为21.7米（长）×10.4米（宽）×5.5米（高）。还有许多关键因素需要考虑，风洞的边界效应是怎样克服的，如何控制风洞内气流温度和静音稳定性等等，这也是各国、各厂家在空气动力学研究方面的高度机密内容。举例来说，通用的这个风洞内，就有一个处于风洞口的气流作用筛（flow-conditioning screen），它可有助于空气在流入半消声测试室之前对其进行处理。而在筛子的前面，还有175个铝制叶片组成的热传导装置可以将空气温度保持在22℃。
通用汽车风洞风扇结构
作为风洞实验室的主体结构，巨型风扇可以吹出模拟真实情况的大风，通用沃伦风洞采用的风扇为六片结构，每扇叶片约3.6米长，重约1吨；转动时由4500马力变速DC电机驱动，值得一提的是，这台风扇的扇叶采用一种名为西加云杉的木制材料，经过切片、密度测试最终装配马达上，这样做有利于风扇的运转平稳和安静性，当风扇以最高时速转起时，巨大叶片的时速可达668km/h。。这使得测试区最大风速可达222km/h，但需要说明的是：可实现最大风速并非衡量风洞先进程度的唯一标准，各个结构匹配以及标定测试等问题同样重要，因此，设计时速超过测试区最大风速的车型同样可以在风洞下试验，并得出准确结果。
通用汽车风洞测试平台
测试平台是对模型进行试验的地方，平台上的转盘可以方便模型的移动，测试其在侧风情况下的影响。通常情况下，工程师会先对1:3模型测试，之后再对实物或1:1模型测试，最终得出结论并作为后续研发的数据依据。
通用汽车风洞内壁
通用汽车风洞操控室
在任务控制室内，工程师可以监控和记录风洞内风速和压力及其对汽车阻力、升力、侧向力、侧倾力矩、纵倾力矩、横摆力矩等的影响。并且完全监控风洞运行情况，相对整套风洞系统，这里就是核心和“大脑”。
由于对汽车燃油经济性、舒适性的广泛需求，汽车空气动力学越来越引起各大汽车公司的重视，合理的风阻系数，不仅能够进一步减少油耗，还能降低风噪，提高车辆的高速行驶的稳定性。今天我们将一起走进通用汽车风洞实验室，一起探索世界最大风洞的奥秘。
通用汽车风洞结构图解
就风洞而言，基本结构是相同的，都会包括一个巨型风扇、检测平台、任务控制室、冷却塔以及一些闭环回流风道之类的设计；通用汽车风洞为典型的回流型汽车风洞，回流风洞的特点是，通过试验段的气流能经循环系统再返回试验段，能回收气流的能量，鼓风机用的电动机功率小，并能保持恒定的空气温度和湿度。缺点是构造复杂，设备庞大，建设成本高。通用风洞试验段尺寸为21.7米（长）×10.4米（宽）×5.5米（高）。还有许多关键因素需要考虑，风洞的边界效应是怎样克服的，如何控制风洞内气流温度和静音稳定性等等，这也是各国、各厂家在空气动力学研究方面的高度机密内容。举例来说，通用的这个风洞内，就有一个处于风洞口的气流作用筛（flow-conditioning screen），它可有助于空气在流入半消声测试室之前对其进行处理。而在筛子的前面，还有175个铝制叶片组成的热传导装置可以将空气温度保持在22℃。
通用汽车风洞风扇结构
作为风洞实验室的主体结构，巨型风扇可以吹出模拟真实情况的大风，通用沃伦风洞采用的风扇为六片结构，每扇叶片约3.6米长，重约1吨；转动时由4500马力变速DC电机驱动，值得一提的是，这台风扇的扇叶采用一种名为西加云杉的木制材料，经过切片、密度测试最终装配马达上，这样做有利于风扇的运转平稳和安静性，当风扇以最高时速转起时，巨大叶片的时速可达668km/h。。这使得测试区最大风速可达222km/h，但需要说明的是：可实现最大风速并非衡量风洞先进程度的唯一标准，各个结构匹配以及标定测试等问题同样重要，因此，设计时速超过测试区最大风速的车型同样可以在风洞下试验，并得出准确结果。
通用汽车风洞测试平台
测试平台是对模型进行试验的地方，平台上的转盘可以方便模型的移动，测试其在侧风情况下的影响。通常情况下，工程师会先对1:3模型测试，之后再对实物或1:1模型测试，最终得出结论并作为后续研发的数据依据。
通用汽车风洞内壁
通用汽车风洞操控室
在任务控制室内，工程师可以监控和记录风洞内风速和压力及其对汽车阻力、升力、侧向力、侧倾力矩、纵倾力矩、横摆力矩等的影响。并且完全监控风洞运行情况，相对整套风洞系统，这里就是核心和“大脑”。
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