流動視覺化風洞

AF80

這是一款垂直吸入式煙霧風洞,利用無毒食品級油煙展示氣流繞過模型的軌跡。透過可移動的煙霧梳與變頻風扇,學生能觀察升力、阻力及渦流形成等氣動力學現象。設備具備透明觀測窗與兩側照明,大幅提升視覺效果,並採移動式框架設計。它是將抽象的流體力學理論(如層流與亂流)轉化為直觀視覺證據的理想教學工具。

 

主要功能與特色

這是一款垂直吸入式風洞,配備煙霧視覺化系統。專為教學展示與學生研究設計,旨在探索空氣流經不同形狀模型時的流場變化。

本設備為落地式架構,變頻風扇安裝於風洞頂部,產生由下往上的垂直氣流。煙霧產生器連接至工作區下方的「煙霧梳」。學生可左右移動煙霧梳,觀察不同位置的流線變化。煙霧是由高品質食品級油品汽化而成,無毒且安全。風洞內設有過濾層,確保進入工作區的氣流均勻穩定,使煙霧流線清晰可辨。

工作區前壁為透明且可拆卸設計,方便使用者快速更換背板上的模型,同時提供極佳的觀察視角。兩側設有燈光照明,大幅提升煙霧流線的清晰度。

附贈一組標準模型(如圓柱、翼型等),並可另行選購擴充模型組 (AF80b)

框架上設有控制面板,可精確調節風扇轉速,以研究不同雷諾數 (Reynolds number) 下的流場表現。

 

學習成果

  • 邊界層: 觀察空氣流經模型表面時,受黏滯力影響而減速的薄層區域。學生可以看見流線如何緊貼模型表面,並理解邊界層厚度如何隨著沿程距離或流速(雷諾數)而變化。

  • 流場分離: 這是氣動力學中最關鍵的現象之一。學生能觀察到當逆壓梯度過大時,流線不再緊貼模型表面而「彈開」的瞬間。這通常發生在翼型角度過大(失速)或圓柱體後方,導致阻力大幅增加。

  • 旋轉流/渦流: 研究流體在模型後方或尖銳邊緣處形成的渦流與迴流區。透過觀測煙霧在特定區域的旋轉運動,學生可以直觀理解渦度 (Vorticity) 的概念,並分析這些不穩定的旋轉結構如何影響結構的受力。

 

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