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產(chǎn)品中心暖通環(huán)保風洞裝置低速風洞試驗平臺初步方案
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更新時間：2025-12-13
廠商性質：代理商
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低速風洞試驗平臺初步方案
1 風洞項目概述與建設背景
本方案旨在為安踏公司設計并建造一座專用于運動服裝面料及半身人臺空氣動力學測試的高性能、低湍流度回流式低速風洞。該風洞將作為安踏運動空氣動力學研發(fā)的核心基礎設施，專注于通過精準的測試，優(yōu)化服裝版型、分割線設計及表面異形結構，以達成顯著的減阻效果，從而提升精英運動員在高速運動項目（如馬拉松、競走、自行車、滑雪等）中的表現(xiàn)，鞏固安踏在競技裝備領域的技術好地位。
2 風洞測試與服裝研發(fā)應用
本風洞模擬真實運動中的復雜氣流環(huán)境。
測試對象：
各類功能性面料、服裝局部樣片、完整服裝（穿著于標準半身人臺）。
核心測試目標：
精確測量氣動阻力，并可視化分析流場結構。
具體應用流程：
1. 基準建立：
成衣測試精度需滿足成年男性半身的測試頭部、肩部、上半身、下半身等人體部分結構包覆面料的測試精度。
圖 1帽子結構款式阻力系數(shù)-速度測試結果
將標準半身人臺（可模擬跑步、騎行等不同姿勢）固定于內置的六分量力天平上，獲取裸人臺在不同風速、不同偏航角（模擬側風）下的阻力系數(shù)基準數(shù)據(jù)。
2. 面料級測試：
將不同材質、不同編織方法、不同表面處理（如異形結構貼條）的面料樣片固定于平板測力模塊上，量化其局部摩擦阻力差異。面料測試精度需滿足20cm筒徑雷諾數(shù)-阻力系數(shù)面料測試數(shù)據(jù)差異最小相差0.05Cd。
圖 2面料20cm筒徑雷諾數(shù)-阻力系數(shù)面料測試結果
3. 服裝版型與分割線優(yōu)化：
為半身人臺穿上不同版型、不同分割線位置設計的測試服裝。
通過風洞測試，精確量化每一處設計更改帶來的阻力變化（可精確到0.01N量級）。例如，通過對比測試，可科學確定腋下分割線的傾斜角度、后背接縫的位置等，從而將空氣迅速導流，避免渦旋產(chǎn)生。
4. 表面異形結構導流驗證：
在服裝表面關鍵部位（如肩部、上臂、大腿前側）粘貼或集成不同形狀、尺寸的異形結構（仿生翼片、溝槽等）。
通過風洞測試，精確評估這些結構對整體阻力的影響，并通過煙絲或PIV粒子圖像測速系統(tǒng)直觀觀測其“將空氣迅速導流"的效果，優(yōu)化結構設計，確保其能延遲氣流分離，減小低壓尾流區(qū)。
3 技術要求
風洞應滿足占地需求：可用占地面積寬8.979m，長25.152m。高主梁下方大可用高度4.150m次梁4.450m。上述面積為凈尺寸，需要考慮墻體厚度（實現(xiàn)隔音效果，外部有辦公區(qū)域，需要考慮降低運行噪音），門位置以及大小。包括風洞主體結構、相關配套設備、必要操作空間及必要隔音處理。（隔音墻體需求可是設計中提出）
圖 3現(xiàn)有廠房預留空間
l 風洞為閉口回流風洞；
l 風洞試驗段尺寸：寬1600m×高2000mm×長3000mm（迎風面積為3.2m2，對于0.35m2的半身人臺，阻塞比可達0.35/3.2=10.9%）
l 空風洞流場指標如下（@40m/s）：
流速均勻性：1%
動壓穩(wěn)定性：0.01
湍流度：0.5%
氣流偏角：0.5°
l 試驗段氣流速度大40m/s，風速可以調節(jié)；
l 被測樣品大迎風面積0.35m2（阻塞比為10%的情況下）；
l 穩(wěn)定風速±0.1m/s；
l 該風洞考慮溫度對氣流粘性的影響，測量溫度時間與測量測力同步存儲，便于對數(shù)據(jù)的修正；
l 風洞具備轉盤及模型支撐，便于后續(xù)的試驗測量；.
l 具備三分量天平；
4 主要子系統(tǒng)配置
1. 試驗段：
閉口試驗段形式。
2. 測控系統(tǒng)：
（1） 高精度三分量（或單分量）應變天平（建議使用盒式天平）：
安裝在試驗段下方轉盤空腔內，用于精確測量服裝帶來的阻力和升力等。
（2） 壓力掃描系統(tǒng)（客戶自備）：
在人臺表面布置多個壓力測點，測量表面壓力分布，從而可以用測壓積分的方法測量模型的形阻或者摩擦阻力。
（3） 數(shù)據(jù)采集與處理軟件：
集成化控制平臺，實時顯示、記錄和處理力、壓力、風速等數(shù)據(jù)，并自動計算阻力系數(shù)。
3. 流場可視化（客戶自備）：
預留接口，支持煙絲發(fā)生器、氦氣泡發(fā)生器或PIV激光測速系統(tǒng)。
5 場地布局
為可能增加試驗段的截面積，本風洞布局盡可能利用廠房的全部有效空間，試驗段北側預留大門，操作人員進入大門后可方便的觀察實驗段，試驗段設置觀察窗，方便試驗人員觀察測試情況，觀察窗口應具有良好的透光性和密封性。操作人員可通過貫穿于試驗段的兩個人員進出門到達風洞回型區(qū)中心，控制臺布置于該位置。風洞的西側預留另外的大門，可通過設備/儀器間。布局圖如下圖所示。
圖 4風洞總體布局
6 技術方案
風洞采用回流布置，風洞總長為21m，軸線高度為1.8m,大高度3.8m占地寬度為7000mm。滿足現(xiàn)有場地占地面積寬8.979m，長25.152m、凈高高度4 m的限制條件，風洞試驗段采用閉口形式，尺寸為寬1600m×高2000mm×長3000mm，收縮段擬采用采用經(jīng)過CFD優(yōu)化的雙三次線型面，確保氣流平穩(wěn)、均勻地加速，避免分離，收縮比為4.1，保證試驗段流場品質。動力段直徑為2200mm，長4500mm，內有整流罩，葉片8片，電機為132kW變頻電機，電壓為380V。穩(wěn)定段內有整流裝置，為測試提供穩(wěn)定、均勻的來流，基礎湍流度控制在0.4% 。
圖 5總體氣動方案圖
風洞廠房整體預留用電容量為AC380V，200kVA。
7 項目經(jīng)費概算及工期（30天有效）
表 1項目經(jīng)費概算表
序號 | 項目 | 技術規(guī)格與描述 |
1 | 風洞洞體 | 精密加工，確保收縮比及型面精度，表面光潔度高，含閉口試驗段 |
2 | 蜂窩器、阻尼網(wǎng) | 不銹鋼材質，用于整流、降湍流度 |
3 | 風機及變頻系統(tǒng) | 包含防護網(wǎng)、整流罩、高精度風扇葉片（葉尖速度校核）、槳葉槳轂、132kW變頻器、電機 |
4 | 轉盤系統(tǒng) | 0.8m轉盤 |
5 | 控制系統(tǒng) | 計算機、控制器、控制臺等 |
6 | 監(jiān)視及安全系統(tǒng) | 監(jiān)控硬盤及攝像頭 |
7 | 盒式天平 | 三分量天平（含校準），符合半身人臺設計 |
8 | 采集模塊 | 高精度、高采樣率數(shù)據(jù)采集硬件，采集天平、壓力、風速信號，含信號調理電源及模塊。 |
9 | 壓力測量系統(tǒng) | 用于針對摩擦阻力測量 |
10 | 測控軟件 | 定制化開發(fā)軟件，用于控制變頻器（風速）、采集數(shù)據(jù)、實時顯示、數(shù)據(jù)后處理、生成報告。 |
11 | 其他消耗材料 |
|
12 | 安裝調試費 | 設備安裝（包含所有部件在現(xiàn)場的吊裝、定位、水平校準、機械結構連接）、調試與系統(tǒng)集成 |
13 | 流場標定 | 使用校準設備對試驗段流場的風速均勻性、湍流度等進行精確測量與認證 |
14 | 運輸與保險 |
|
15 | 不可預見費 | 用于應對項目實施過程中可能的預算偏差。 |
16 | 設計費 |
|
16 | 項目管理與稅費 | 管理費及稅金 |
注：
1.本報價為國內市場制造與集成的估算價格，主要部件（如電機、變頻器、傳感器）采用好品牌，機械結構國內精密加工。
2.本報價不包括廠房基建改造費用，如：地基、電力增容（需200kVA獨立供電）、空調、改通道大門、墻體隔音處理等
3. 不包括PIV、煙霧發(fā)生器等流場可視化設備
4.本報價有效期為30天，材料及人工費按實際會發(fā)生浮動。
低速風洞試驗平臺初步方案
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