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风洞中心实验能力介绍（二）|环境风洞流场特性
汽车环境风洞能够真实地复现车辆在道路上行驶的环境条件，能够根据开发工作的需要随时模拟试验所需的温度、湿度、光照强度、道路阻力、降雨、降雪等环境条件，真正实现不受季节和地域的限制。环境风洞可以高重复性模拟用户工况场景，能够复现车辆在使用中的常发问题，助力研发人员进行诊断分析及性能提升。
环境风洞试验室的流场、温度场品质对车辆的空调测试、热性能测试结果有重要影响，也是保证测试结果准确性的基础。环境风洞试验室优于普通环境舱的关键在于其更接近实际道路的气动特性，本文将对各类关键指标进行介绍。
主要指标一：环境参数
①温度范围：-40℃～60℃
温度均匀性：≤±0.5℃(在基准平面下，不同风速条件，小喷口/大喷口下均满足上述指标；环境舱均匀性参数通常在±2℃左右)
图1 小喷口下温度分布云图
图2 大喷口下温度分布云图
温度稳定性：≤±0.5℃（动态工况条件如WLTC测试，温度最大偏差不超过±1℃)
升降温速率：≥1.5℃/min（因采用电加热及高效双螺杆压缩机组成的温控系统，可实现快速变温，提升试验效率，缩短试验时间）
②湿度范围：5%～95%
湿度均匀性：≤±3%
湿度稳定性：≤±3%
加湿和除湿速率：≥2%/min（20%～80%@35℃）
主要指标二：空气动力学参数
风速控制精度：≤±0.5km/h
气流均匀性：dU/U=0.22%@120km/h（测量范围X=1m；Y=±1.2m，布点间隔0.3m；Z=0.2m～2m，布点间隔0.2m）
图3 风速设定值为120kph时的分布云图
边界层位移厚度：中汽中心CWT配置有主动式边界层抽吸系统，通过这套系统对边界层气流进行处理；我们分别在4个位置，X轴方向流场下游1m处，风速35km/h（通常低风速条件下边界层厚度达到最大值）条件下，进行测量，得到如下结果：
轴向静压梯度dCp=0.001m-1
图4 分别在100km/h、140km/h、200km/h风速下测量的轴向静压梯度
湍流度：分别在80km/h和180km/h两个典型风速下，采用常温热线风速探针对湍流强度进行测量，得到测量结果如下：Iu,v,w=0.266%@80km/h Iu,v,w=0.212%@180km/h。
图5 80kph和180kph风速下的湍流度分布云图
图5.1 80kph风速下湍流度测量结果
图5.2 180kph风速下湍流度测量结果
气流偏角：风速120km/h小喷口条件下，实测得到俯仰角为0.39 、横偏角为0.44
图6 小喷口下，风速120km/h时的标定
针对不同风速条件下，对比环境风洞实验室和道路的风速偏差，总体结果偏差均在±4km/h以内，具体结果见下图：
图7 环境风洞实验室和道路风速偏差对比分析
中汽中心环境风洞试验室各项气动指标均为行业领先水平，主要归功于专业的气动设计、良好的施工工艺和高性能设备等。
特色应用：
自定义升降温速率，如某试验工况要求在规定时间内，从一个温度点升/降至另一个温度点来复现路试场景，中汽中心CWT可以同步设定温度，车速，坡度等多个维度参数随时间的变化曲线，实现真实山路典型用户工况模拟；
具备低温控湿能力，-7℃时相对湿度可达80%以上，WLTC动态工况湿度偏差值在±5%以内，满足纯电动汽车辆热泵空调低温室外换热器结霜等测试要求；
不同被测物的风压试验，良好的流场品质可复现室外真实环境条件，保证了测试的准确性，同时也可自定义风速变化速率；
中汽中心风洞实验室于2020年正式投入使用，包含气动声学风洞、环境风洞、环境舱、空调假人、模型制作及评审等相关设施，重点开展风洞先进测试技术、数字风洞技术、流热一体节能技术研究及应用，为空气动力学、热管理、能量管理、水管理性能研发提供整体化解决方案。搭建行业交流平台，开展共性技术研究、标准制定、人才培养等工作，争创国家工程技术中心，持续推动行业技术进步。
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