1.邊界效應或邊界幹擾
在真實飛行中,靜態大氣是無邊界的。然而在風洞中,氣流是有邊界的,邊界的存在限制了邊界。
附近的流線彎曲,使得風洞流場與真實飛行流場不同。其影響統稱為邊界效應或邊界幹擾。克服這壹問題的方法是將風洞的試驗段做得盡可能大(風洞的總尺寸也相應增大),並限制或縮小模型比例,以減少邊界幹擾的影響。但這樣會大大增加風洞的成本和驅動功率,如果模型比例過小,雷諾數也會降低。近年來,壹種稱為自校正風洞的技術得到了發展。風洞試驗段的壁是彈性的和可調節的。試驗時,利用計算機粗略而快速地計算出等效於壁面的流線的真實形狀,使試驗段的壁面與之接近,從而基本消除了邊界幹擾。
2.支持幹涉
在風洞實驗中,需要用支架將模型支撐在氣流中。支架的存在對模型流場造成幹擾,稱為支架幹擾。雖然可以通過實驗方法校正支撐的影響,但是很難幹凈地校正它。最近正在開發壹種叫做磁懸浮模型的技術。在試驗段產生可控磁場,通過磁力使模型懸浮在氣流中。
3.不符合相似性標準的影響
風洞實驗的理論基礎是相似原理。相似原理要求風洞流場和真實飛行流場之間滿足所有相似準則,或者兩個流場對應的相似準則數量相等。風洞試驗很難完全滿足。最常見的主要相似準則是亞音速風洞的雷諾數不夠。以波音737為例。它以巡航高度(9000m)和巡航速度(927km/h)飛行,雷諾數為2.4×107。但在風速為100 m/s的3米音速風洞中測試時僅為1.4× 65438左右,提高風洞雷諾數的方法主要有:
(1)模型和風洞的規模會增大,同時風洞的成本和風洞的驅動功率也會大大增加。如上所述,俄羅斯的全尺寸風洞。
(2)增加空氣密度或壓力。已經有很多壓力型高雷諾數風洞,工作壓力從幾個到十個大氣壓不等。中國也在發展這種高雷諾數風洞。
(3)降低氣體溫度。如果以90K(-1830C)氮氣為工質,在相同規模和速度下,雷諾數是常溫空氣的9倍以上。世界上已經建成了幾座低溫高雷諾數風洞。我國也發展了低溫風洞,但規模還比較小。