| 单词 | 工业空气动力学 |
| 释义 | 【工业空气动力学】 拼译：indust ry aerodynamics 又称风工程学(Wind Engineering)。从20世纪50～60年代起，在航空技术发达的欧美等国家首先开始使用工业空气动力学的名词。70年代美国首先采用风工程学这名词代替工业空气动力学的提法，并赋予明确定义，逐渐为国际上所接受。1975年成立了国际风工程学协会(IAWE)，并将60年代开始的有关学术会议改名为国际风工程学会议，其会刊也改为风工程与工业空气动力学杂志。风工程学与(工业空气动力学)主要研究大气边层中风与地球表面上人类活动及其劳动成果间的相互作用，也包括一些尚未明确归入其它学科的空气动力学课题。它是经典的空气动力学与气象学、气候学、结构动力学、建筑工程学等互相渗透和促进而形成的一门新兴的边缘学科。包括的内容相当广泛，涉及到工业、农业、交通运输业、建筑业、环境保护等各方面，并且还在不断发展。 20世纪50年里，风工程学的空气动力学(泛指流体力学)基础已逐步奠定，如Prandtl的边界层概念，Taylor的湍流统计理论和扩散理论，V．Karman的湍流运动相似性及卡门涡街理论等。1940年11月7日美国塔科马(Tacoma)悬索大桥被台风吹毁垮塌的事故，引起了V．Karman等用空气动力学理论——涡激振和颤振理论来解释大桥被吹毁的原因，推动了工业空气动力学的发展。50～60年代，许多航空技术发达的工业国家，如英国的国家物理实验室(NPL)、瑞典航空研究院(FFA)、加拿大国家航空研究院(NAE)等航空空气动力学研究机构，纷纷开展了非航空空气动力学课题的研究，用航空低速风洞进行风对高楼、大桥、高塔、巨大雕像、无线电天线、高架输电线的风压、风载、风致振动的实验研究，也对车辆的减阻、运动场和建筑群的风环境、烟囱和化工厂的环境污染、种子的风传播等课题进行风洞实验与理论研究。60～70年代，风工程学(与工业空气动力学)有了发展。1970年在美国结构物的风载会议上，美国科罗拉多州大学塞马克(J．E．Cermak)第一次正式定义了风工程学这一学科名词。他在世界上首次设计成功风工程学研究的专用气象风洞。这种风洞的特点是：(1)能自然形成足够厚的边界层；(2)试验段较长(长高比10～15)；(3)可调节试验段，使纵向压力梯度为零；(4)能产生垂直方向的温度梯度。这一时期取得的进展主要有：应用空气动力学对风特性进行描述；大气边界层模拟和模拟装置的研制；用统计方法定量计算质量迁移、结构物风载荷等的风效应；深入研究建筑物和结构物上的风力和风振。风工程学的问题比航空中的飞机设计要复杂得多，飞机的许多设计工作现在可借用大型计算机来完成，而大多数风工程的问题还无法做到这一点。于是，70年代开始在国际上出现了建造大尺寸的风工程试验用风洞的热潮。80年代后，风工程学作为一门新的学科的概念被越来越多的国家所接受，国际风工程学会议成为学者发表新的研究成果的讲台。会议发表论文的重点在：钝物空气动力和分离流、涡激振的机理研究；高耸建筑物动态响应的理论和实验研究；大桥的风致振动的理论和实验研究；风环境的理论和实验研究等。这一时期最突出的进展是制订了国际风荷载标准，这就是由加拿大达文波特(A．G．Davenport)根据大量边界层风洞实验数据、实地实测数据和各国的经验，并根据对复杂地形地貌风载特性及结构物脱滑动态响应的风特性制订的国标准(New Internatinal(ISO)Wind Load Standard)。这种标准将为高耸建筑结构、桥梁结构、高大冷却塔和电视塔等结构提供风荷载的设计依据，它成为风工程学理论计算的重要基础。与此同时加拿大、法国、日本等国相继有一批口径大、试验段长、性能先进、测量手段现代化的大型边界层风洞。这些风洞为风工程研究创造了有利条件。从1980年开始，中国庄逢甘开始组织各方面的力量开展工业空气动力学的研究工作。与此同时，1980年11月在中国空气动力学研究会(中国空气动学会的前身)领导下成立了工业空气动力学专业委员会。为了与国际会议协调，该专业委员会对外改为风工程学专业委员会，对内名称不变。在这10多年时间里，中国风工程学研究工作发展迅速，一个重要标志就是新建成10多座实用性的边界层风洞。它说明风工程学在中国已形成一门独立的学科，具备了自己专用的试验设备，并已提供有用的数据，缩短了与国外的差距。在这些风洞中，北京大学1号环境风洞及中国环境科学院大气环境风洞，都具备了温度层结的模拟能力。中国空气动力学工作者利用原有的航空风洞和新建成的边界层风洞完成了白云宾馆、珠江帆影高耸建筑群、深圳体育场、香港大佛、上海电视塔、上海杨浦大桥、广州珠江四桥等风洞试验和理论研究工作，这些表明了中国的风工程学和工业空气动力学已进入了成熟期。目前风工程学的热点为：(1)大气边界层模拟技术的改进；(2)钝物体空气动力学理论计算和统计分析方法的结合；(3)高耸高层建筑物、高塔、大桥的动态响应的多维理论模型的优化、风洞弹性模型的研制、边界层风洞实验测定手段现代化；(4)风灾的危害评估及防治；(5)大气环境(污染物的扩散、人类生活环境)的研究；(6)风对高速车辆的影响；(7)风能的利用等。【参考文献】：1 Pate E J，Cermak J E．Fluid Dynamics and Diffusion Laboratory Technical Report，1963，652 Wardlaw R L著，低速气动力，刘尚培译，1980，33 Cermak J E著，低速气动力，刘尚培译，1980，34 庄逢甘等．新华文摘，1981，4∶219～2215 朱孝业，刘尚培．航空知识，1984，106 中国空气动力学研究会．中国工业空气动力学专业委员会．第2届全国风工程及工业空气动力学学术会议论文集，1986，1～27 Davenport A G. Recent Advances in Wind Engineering,1989,2 : 1199～12148 Sun T F. Recent Advances in Wind Engineering, 19899 Sun T F,Cui E J,Liu S P. Recent Advances in Wind Engi-neering, 1989(北京空气动力学研究所朱孝业副教授撰) |
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