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在汽车开发过程中，汽车公司通常会制作比例为1:5、1:2或1:1的汽车油泥模型。这些模型会被放入风洞中进行试验，以测试模型在高速行驶时在空气中的性能表现。通过不断进行修改和完善，汽车公司能够优化汽车的设计和性能。现在让我们来详细探讨一下风洞的定义和功能。
什么是风洞以及风洞的作用
风洞不是个洞，而是一条大型隧道或管道，这与它的英文名 Wind Tunnel 的原意比较相符。风洞里面有一个巨型风扇，能产生一股强劲气流。气流经过一些风格栅，减少涡流产生后才进入实验室。
风洞的类别
按照气流循环形式，世界上的汽车风洞试验主要分为直流型和回流型。早期的风洞主要采用直流型，设备简单、成本低，但电机功率较大，环境温度和湿度很难保持恒定，同时流场品质容易受到外界干扰影响，因此需要设置自然风消除装置。
随后，风洞逐渐发展为回流型，通过循环气流返回试验段，能回收气流能量，电机功率较小，并且能够保持稳定的温度和湿度。因此，现代汽车企业更普遍地采用回流型风洞进行试验，以获得更精确的试验数据。这两种风洞模型对汽车开发起着重要的作用。
风洞实验室构成
目前常见的风洞实验室结构，如图3所示，主要由以下几个系统构成:
- 主风机系统：
模拟汽车不同速度气流，需靠近风机布置供电和变频器设备。
- 冷热系统：
用于试验环境的加热和冷却控制，重点考虑热交换器的排数，采用两级间接制冷方式进行制冷，部分设计公司会考虑冬季自然制冷系统以节能为出发点。
- 湿度控制系统：
控制环境湿度达到要求的范围，有风宁同流道内加湿和新风系统加湿，还有2种加湿结合的方式。
- 新风系统：
补偿汽车尾排空气，置换环境空气，注意保持地坑内部绝对干燥。
- 阳光模拟系统：
模拟太阳辐射强度和辐射角度，也可用于乌云和隧道模拟，注意灯架的质量。
- 尾气排放系统：
及时抽吸发动机排出的废气，与进气系统联动控制，保证测试室内外的压力差在一定误差范围内。
- 计算机控制系统：
控制各种设备、动作器及试验程序，包括必要的控制硬件和软件设备，优良的控制策略能保证系统高效运行。
- 安全监控及报警处理子系统：
监控和报警室内有害气体及关键设备，及时将有害气体排出舱外，保证人员安全，注意灭火系统的安装位置。
- 数据采集及处理子系统：
采集试验所要求的参数、处理试验结果及生成试验报告。
- 其他小型环境模拟装置：
如降雨、降雪、风沙及盐雾等，注意保护室内环境，做好排水和排污的处理。
- 城市怠速系统：
模拟车辆怠速时的工况，现代风洞的怠速风门通常有2道，一道门是卷帘式，另一道门是开合式。
- 边界层抽吸系：
抽吸气流底部边界层，一般要求边界层位移厚度小于4mm，有泵式抽吸和斜板式抽吸2种。
- 转鼓系统：
进行道路模拟，是车辆室内试验的重要设备之一，风洞试验室内通常采用四轴四电机转鼓，可进行车身底部气流的研究。
总结：
风洞试验室的投入成本都比较高，施工工期长，基本在3年左右。这些因素都制约着国内风洞试验室的发展。高效的试验室能为汽车性能研究带来突破性的进展。针对风洞试验室的建设和发展，国家也应出台相关的管理体系和认证标准，使风洞试验室不仅能为企业开发产品使用，也可与各零部件厂商合作，作为第三方检测机构。标准实验室也可为高校提供良好的研究平台，进而推动国内空气动力学和空气声学的学科发展。
