風洞測試

概念定義

風洞測試係一種空氣動力實驗方法。測試會將飛行器、汽車或其他物體嘅模型放入風洞，觀察氣體流動，以及氣流同模型之間嘅相互作用，從而了解受測物體嘅空氣動力學特性。實驗可以喺受控制嘅條件下重複進行，具有測試效率較高同成本較低嘅特點。

風洞測試以運動相對性原理同流動相似性原理為基礎。運動相對性原理容許測試以氣體相對模型流動，模擬物體同周圍氣流之間嘅相對運動；流動相似性原理就要求模型實驗盡量對應真實物體所處嘅流動狀態，令測試結果可以反映實際空氣動力現象。

風洞嘅尺寸、結構與材料，以及模型、實驗氣體等條件都會限制模擬程度，因此風洞測試通常屬於部分相似嘅模擬實驗，難以令全部條件同真實環境完全相同。模型點樣設計同製造，係影響實驗能否有效反映受測物體特性嘅關鍵。

風洞測試嘅基本構成包括風洞、受測模型、實驗氣體，以及用嚟觀察或量度流動現象嘅方法。按實驗目的，可以分為測力實驗、測壓實驗同傳熱實驗等類型，分別研究氣流作用、壓力分佈或熱傳遞相關現象。

流動觀察可以採用示蹤方法或光學方法。示蹤方法用可辨識嘅流動跡象呈現氣體運動情況；光學方法就透過光學觀察記錄流動現象。兩類方法都用於分析氣流經過模型時嘅變化，以及氣流同模型表面之間嘅互動。

汽車空氣動力開發係風洞測試嘅應用場景之一。車輛加裝前唇、側裙、後擴散器（Diffuser）或尾翼時，相關部件需要經風洞測試或以賽道數據驗證。風洞提供可控制嘅實驗環境，而賽道數據就用實際行駛條件作驗證；兩者均可用於檢視空氣動力部件同氣流之間嘅作用。

除汽車之外，風洞實驗亦適用於飛行器及其他需要研究氣體流動影響嘅物體。測試類型會按研究目標選擇，並由模型設計、實驗條件同觀察方法共同構成測試方案。