实验概况:结构空气动力学是风洞程问题研究的基础。由于风洞实验抽象性强,流场不可见等因素,影响了实验教学效果,故采用计算机虚拟仿真的方式开展相关辅助实验教学项目。本实验通过简化的计算流体动力学(CFD)软件和数字可视化软件开展结构空气动力学虚拟实验。通过简单的用户截面,实现学生在虚拟实验过程中可自主控制结构外形、风速、湍流度等参数,通过简化计算流体动力学软件实现对特定结构空气动力学特性与绕流特性的模拟。依靠数字可视化后处理软件实现虚拟仿真结果的演示,为学生直观的呈现出不同结构的绕流场特性以及结构空气动力学特性。
实验目标:通过开展结构空气动力学虚拟仿真实验,加深学生对结构绕流与气动力特性的理解,强化学生对结构空气动力特性本质的把握,激发学生对专业研究的兴趣。
实验功能:通过简化计算流体动力学软件与数字可视化后处理软件,使学生掌握基本的计算流体力学知识,掌握常见工程结构空气动力学特性。
教学效果:直观的给出流场可视化结果,增强学生不可见的流场的理性认识,掌握分析结构空气动力学特性的基本原则。
图70 结构空气动力学虚拟实验效果图