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更新时间：2025-12-13
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低速风洞试验平台初步方案
1 风洞项目概述与建设背景
本方案旨在为安踏公司设计并建造一座专用于运动服装面料及半身人台空气动力学测试的高性能、低湍流度回流式低速风洞。该风洞将作为安踏运动空气动力学研发的核心基础设施，专注于通过精准的测试，优化服装版型、分割线设计及表面异形结构，以达成显著的减阻效果，从而提升精英运动员在高速运动项目（如马拉松、竞走、自行车、滑雪等）中的表现，巩固安踏在竞技装备领域的技术好地位。
2 风洞测试与服装研发应用
本风洞模拟真实运动中的复杂气流环境。
测试对象：
各类功能性面料、服装局部样片、完整服装（穿着于标准半身人台）。
核心测试目标：
精确测量气动阻力，并可视化分析流场结构。
具体应用流程：
1. 基准建立：
成衣测试精度需满足成年男性半身的测试头部、肩部、上半身、下半身等人体部分结构包覆面料的测试精度。
图 1帽子结构款式阻力系数-速度测试结果
将标准半身人台（可模拟跑步、骑行等不同姿势）固定于内置的六分量力天平上，获取裸人台在不同风速、不同偏航角（模拟侧风）下的阻力系数基准数据。
2. 面料级测试：
将不同材质、不同编织方法、不同表面处理（如异形结构贴条）的面料样片固定于平板测力模块上，量化其局部摩擦阻力差异。面料测试精度需满足20cm筒径雷诺数-阻力系数面料测试数据差异最小相差0.05Cd。
图 2面料20cm筒径雷诺数-阻力系数面料测试结果
3. 服装版型与分割线优化：
为半身人台穿上不同版型、不同分割线位置设计的测试服装。
通过风洞测试，精确量化每一处设计更改带来的阻力变化（可精确到0.01N量级）。例如，通过对比测试，可科学确定腋下分割线的倾斜角度、后背接缝的位置等，从而将空气迅速导流，避免涡旋产生。
4. 表面异形结构导流验证：
在服装表面关键部位（如肩部、上臂、大腿前侧）粘贴或集成不同形状、尺寸的异形结构（仿生翼片、沟槽等）。
通过风洞测试，精确评估这些结构对整体阻力的影响，并通过烟丝或PIV粒子图像测速系统直观观测其“将空气迅速导流"的效果，优化结构设计，确保其能延迟气流分离，减小低压尾流区。
3 技术要求
风洞应满足占地需求：可用占地面积宽8.979m，长25.152m。高主梁下方大可用高度4.150m次梁4.450m。上述面积为净尺寸，需要考虑墙体厚度（实现隔音效果，外部有办公区域，需要考虑降低运行噪音），门位置以及大小。包括风洞主体结构、相关配套设备、必要操作空间及必要隔音处理。（隔音墙体需求可是设计中提出）
图 3现有厂房预留空间
l 风洞为闭口回流风洞；
l 风洞试验段尺寸：宽1600m×高2000mm×长3000mm（迎风面积为3.2m2，对于0.35m2的半身人台，阻塞比可达0.35/3.2=10.9%）
l 空风洞流场指标如下（@40m/s）：
流速均匀性：1%
动压稳定性：0.01
湍流度：0.5%
气流偏角：0.5°
l 试验段气流速度大40m/s，风速可以调节；
l 被测样品大迎风面积0.35m2（阻塞比为10%的情况下）；
l 稳定风速±0.1m/s；
l 该风洞考虑温度对气流粘性的影响，测量温度时间与测量测力同步存储，便于对数据的修正；
l 风洞具备转盘及模型支撑，便于后续的试验测量；.
l 具备三分量天平；
4 主要子系统配置
1. 试验段：
闭口试验段形式。
2. 测控系统：
（1） 高精度三分量（或单分量）应变天平（建议使用盒式天平）：
安装在试验段下方转盘空腔内，用于精确测量服装带来的阻力和升力等。
（2） 压力扫描系统（客户自备）：
在人台表面布置多个压力测点，测量表面压力分布，从而可以用测压积分的方法测量模型的形阻或者摩擦阻力。
（3） 数据采集与处理软件：
集成化控制平台，实时显示、记录和处理力、压力、风速等数据，并自动计算阻力系数。
3. 流场可视化（客户自备）：
预留接口，支持烟丝发生器、氦气泡发生器或PIV激光测速系统。
5 场地布局
为可能增加试验段的截面积，本风洞布局尽可能利用厂房的全部有效空间，试验段北侧预留大门，操作人员进入大门后可方便的观察实验段，试验段设置观察窗，方便试验人员观察测试情况，观察窗口应具有良好的透光性和密封性。操作人员可通过贯穿于试验段的两个人员进出门到达风洞回型区中心，控制台布置于该位置。风洞的西侧预留另外的大门，可通过设备/仪器间。布局图如下图所示。
图 4风洞总体布局
6 技术方案
风洞采用回流布置，风洞总长为21m，轴线高度为1.8m,大高度3.8m占地宽度为7000mm。满足现有场地占地面积宽8.979m，长25.152m、净高高度4 m的限制条件，风洞试验段采用闭口形式，尺寸为宽1600m×高2000mm×长3000mm，收缩段拟采用采用经过CFD优化的双三次线型面，确保气流平稳、均匀地加速，避免分离，收缩比为4.1，保证试验段流场品质。动力段直径为2200mm，长4500mm，内有整流罩，叶片8片，电机为132kW变频电机，电压为380V。稳定段内有整流装置，为测试提供稳定、均匀的来流，基础湍流度控制在0.4% 。
图 5总体气动方案图
风洞厂房整体预留用电容量为AC380V，200kVA。
7 项目经费概算及工期（30天有效）
表 1项目经费概算表
序号 | 项目 | 技术规格与描述 |
1 | 风洞洞体 | 精密加工，确保收缩比及型面精度，表面光洁度高，含闭口试验段 |
2 | 蜂窝器、阻尼网 | 不锈钢材质，用于整流、降湍流度 |
3 | 风机及变频系统 | 包含防护网、整流罩、高精度风扇叶片（叶尖速度校核）、桨叶桨毂、132kW变频器、电机 |
4 | 转盘系统 | 0.8m转盘 |
5 | 控制系统 | 计算机、控制器、控制台等 |
6 | 监视及安全系统 | 监控硬盘及摄像头 |
7 | 盒式天平 | 三分量天平（含校准），符合半身人台设计 |
8 | 采集模块 | 高精度、高采样率数据采集硬件，采集天平、压力、风速信号，含信号调理电源及模块。 |
9 | 压力测量系统 | 用于针对摩擦阻力测量 |
10 | 测控软件 | 定制化开发软件，用于控制变频器（风速）、采集数据、实时显示、数据后处理、生成报告。 |
11 | 其他消耗材料 |
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12 | 安装调试费 | 设备安装（包含所有部件在现场的吊装、定位、水平校准、机械结构连接）、调试与系统集成 |
13 | 流场标定 | 使用校准设备对试验段流场的风速均匀性、湍流度等进行精确测量与认证 |
14 | 运输与保险 |
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15 | 不可预见费 | 用于应对项目实施过程中可能的预算偏差。 |
16 | 设计费 |
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16 | 项目管理与税费 | 管理费及税金 |
注：
1.本报价为国内市场制造与集成的估算价格，主要部件（如电机、变频器、传感器）采用好品牌，机械结构国内精密加工。
2.本报价不包括厂房基建改造费用，如：地基、电力增容（需200kVA独立供电）、空调、改通道大门、墙体隔音处理等
3. 不包括PIV、烟雾发生器等流场可视化设备
4.本报价有效期为30天，材料及人工费按实际会发生浮动。
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