技術(shù)特征：

1.一種基于圓柱模型測量不同風(fēng)速下氣流湍流度的方法，其特征在于，具體過程是：

步驟1，確定圓柱在自由大氣中的臨界雷諾數(shù)和相對應(yīng)的阻力系數(shù)；

步驟2，確定試驗所需圓柱模型的外徑：

第一步，確定風(fēng)洞的試驗風(fēng)速；

第二步，確定試驗所需圓柱模型的直徑；

根據(jù)所確定的風(fēng)洞風(fēng)速，通過雷諾數(shù)計算公式(4)確定試驗所需圓柱模型的直徑；

$\mathrm{Re}=\frac{\mathrm{\ρ}VD}{\mathrm{\μ}}=\frac{VD}{\mathrm{\ν}}---\left(4\right)$

式中，ρ,V,D,μ,v分別是氣流密度、風(fēng)速、圓柱外徑、動力粘性系數(shù)、運動粘性系數(shù)；所述的氣流密度ρ為風(fēng)洞內(nèi)的氣流密度，在試驗條件下即可測得；所述的動力粘性系數(shù)μ和運動粘性系數(shù)v通過薩瑟蘭公式計算得到；如果給定擬測量湍流度的氣流速度V，暫不考慮湍流度的影響，設(shè)定雷諾數(shù)為3.0×10⁵；通過公式(4)分別計算出與所確定的各試驗風(fēng)速對應(yīng)的各圓柱模型1的外徑；

步驟3，制作圓柱模型；

步驟4，安裝圓柱模型；

步驟5，風(fēng)洞吹風(fēng)試驗：

第一步，確定試驗風(fēng)速的附近風(fēng)速；

第二步，通過雷諾數(shù)計算公式(4)分別計算出各試驗風(fēng)速所對應(yīng)的雷諾數(shù)Re_試；

第三步，進(jìn)行吹風(fēng)試驗；

開啟風(fēng)洞，按確定的與該圓柱模型對應(yīng)的試驗風(fēng)速進(jìn)行吹風(fēng)試驗；按確定的試驗風(fēng)速及各附近風(fēng)速，以5m/s的間隔進(jìn)行吹風(fēng)試驗；

第一次吹風(fēng)：所述第一次吹風(fēng)的風(fēng)速為附近風(fēng)速，測量尾跡測量耙的總壓與靜壓；

完成第一次吹風(fēng)；

第二次吹風(fēng)：所述第二次吹風(fēng)的風(fēng)速仍為附近風(fēng)速，第二次吹風(fēng)的附近風(fēng)速在第一次吹風(fēng)風(fēng)速的基礎(chǔ)上增加5m/s；吹風(fēng)中，測量尾跡測量耙的總壓與靜壓；完成第二次吹風(fēng)；

重復(fù)所述第一次吹風(fēng)和第二次吹風(fēng)的過程，按設(shè)定的5m/s的吹風(fēng)間隔，依次完成所確定的附近風(fēng)速及試驗風(fēng)速；在各吹風(fēng)過程中，分別測量每次吹風(fēng)試驗時的尾跡測量耙的總壓與靜壓；

至此，完成了第一根圓柱模型在對應(yīng)的試驗風(fēng)速及附近風(fēng)速下的吹風(fēng)試驗，并通過公式(4)得到各不同的風(fēng)速分別對應(yīng)的雷諾數(shù)Re_試；

步驟6，處理數(shù)據(jù)：

第一步，計算每次吹風(fēng)試驗時圓柱模型的阻力系數(shù)C_D試；

根據(jù)尾跡測量耙的總壓和靜壓測量結(jié)果，通過公式(6)計算在不同風(fēng)速下圓柱模型的阻力系數(shù)C_D試：

式中，P_oi為尾跡流動的總壓；P為尾跡流動的靜壓；P₀為來流總壓；P_∞為來流靜壓；積分限w表示積分沿法向在流動尾跡區(qū)進(jìn)行；D為圓柱模型的直徑；z為做吹風(fēng)試驗時空氣流動的法向方向；

進(jìn)而得到了不同雷諾數(shù)Re_試分別與圓柱的阻力系數(shù)C_D試的對應(yīng)關(guān)系；

第二步，根據(jù)阻力系數(shù)C_D試與雷諾數(shù)Re_試的對應(yīng)關(guān)系，得到該圓柱模型的臨界雷諾數(shù)Re_li；

以雷諾數(shù)Re_試為橫坐標(biāo)，圓柱模型的阻力系數(shù)C_D試為縱坐標(biāo)，繪制阻力系數(shù)C_D試對雷諾數(shù)Re_試的變化曲線；在阻力系數(shù)C_D試對雷諾數(shù)Re_試的變化曲線圖中找出阻力系數(shù)C_D試為0.9所對應(yīng)的雷諾數(shù)，即為該圓柱模型在風(fēng)洞中的臨界雷諾數(shù)Re_li柱；

步驟7，獲得該圓柱模型所對應(yīng)的試驗風(fēng)速下的湍流度ε：

通過公式(7)

TF＝3.0×10⁵/Re_li柱 (7)

計算氣流的湍流度因子TF；

根據(jù)計算得到的湍流度因子TF，采用本湍流度ε隨湍流度因子TF的變化關(guān)系確定該湍流度因子所對應(yīng)的湍流度；

步驟8，對其余各不同直徑的圓柱模型進(jìn)行吹風(fēng)試驗：

重復(fù)步驟4～7；依次對其余各不同直徑的圓柱模型在各圓柱所對應(yīng)的風(fēng)速下進(jìn)行吹風(fēng)試驗；直至完成全部圓柱模型的吹風(fēng)試驗，并得到不同直徑的圓柱模型在所對應(yīng)的風(fēng)速下的氣流湍流度。

2.如權(quán)利要求1所述基于圓柱模型測量不同風(fēng)速下氣流湍流度的方法，其特征在于，步驟1中，確定圓柱在自由大氣中的臨界雷諾數(shù)為3.0×10⁵，與該臨界雷諾數(shù)相對應(yīng)的阻力系數(shù)為0.9。

3.如權(quán)利要求1所述基于圓柱模型測量不同風(fēng)速下氣流湍流度的方法，其特征在于，所述圓柱模型1均為中空回轉(zhuǎn)體，各圓柱模型的外徑D按確定的尺寸制作，各圓柱模型的長度L與風(fēng)洞中的轉(zhuǎn)動底盤表面至上轉(zhuǎn)盤表面之間的距離相同。

4.如權(quán)利要求1所述基于圓柱模型測量不同風(fēng)速下氣流湍流度的方法，其特征在于，安裝圓柱模型時，將一根加工好的圓柱模型的兩端分別與風(fēng)洞試驗段的轉(zhuǎn)動底盤和上轉(zhuǎn)盤固定連接；沿著該圓柱模型的來風(fēng)方向，在距離圓柱模型后緣0.5～1.5D的位置安裝尾跡測量耙，將該尾跡測量耙的總壓管和靜壓管與測壓儀器連通。

5.如權(quán)利要求1所述基于圓柱模型測量不同風(fēng)速下氣流湍流度的方法，其特征在于，所確定的附近風(fēng)速的取值范圍為該試驗風(fēng)速±10m/s；在該范圍內(nèi)每次吹風(fēng)風(fēng)速的間隔為5m/s。