อุโมงค์ลม

อุโมงค์ลม เป็นอุปกรณ์ที่ใช้ศึกษาการไหลของอากาศผ่านวัตถุแข็ง โดยอากาศจะถูกเป่า หรือสูบผ่านท่อนำลมที่มีวัตถุภายใต้การทดสอบอยู่ และมีช่องสำหรับสังเกตการณ์หรือมีอุปกรณ์วัดติดตั้งอยู่ ส่วนมากนิยมวัดการสั่นไหวของอาคาร วัตถุทดสอบจะมีอุปกรณ์ที่มีความไวต่อความสมดุลในการวัดแรงที่สร้างโดยกระแสอากาศ; หรือกระแสอากาศอาจจะมีควันหรือสารอื่น ๆ ที่ถูกฉีดเพื่อให้เส้นการไหลสามารถมองเห็นได้รอบ ๆ วัตถุ อากาศยานหรือยานพาหนะขนาดใหญ่เท่าของจริงมีการทดสอบเป็นบางครั้งในอุโมงค์ลมขนาดใหญ่ แต่สิ่งอำนวยความสะดวกเหล่านี้มีราคาแพงในการดำเนินงานและบางส่วนของฟังก์ชันเหล่านี้ได้ถูกนำไปใช้ได้มากกว่าโดยการสร้างแบบจำลองคอมพิวเตอร์ ตั้งแต่อุโมงค์ลมปิดได้ถูกคิดค้นในปี 1871 อุโมงค์ลมขนาดใหญ่ได้ถูกสร้างขึ้นในช่วงสงครามโลกครั้งที่สอง

อุโมงค์ลม

อุโมงค์ลมของนาซา (NASA) ที่มีแบบจำลองของเครื่องบินอยู่ภายใน

ทฤษฎีการทำงาน

อุโมงค์ลมที่ถูกเสนอครั้งแรกมุ่งหมายที่จะศึกษายานพาหนะ (ส่วนมากเป็นเครื่องบิน) ในเที่ยวบินอิสระ อุโมงค์ลมเป็นจินตนาการ เป็นวิธีการย้อนกลับจากสถานะกาณ์ปกติ: เป็นการอยู่นิ่ง ๆ ของอากาศยานท่ามกลางกระแสอากาศที่กำลังไหลผ่านและอากาศยานนั้น ๆ ยังคงเคลื่อนที่ด้วยความเร็วผ่านไปเหมือนกับกำลังบินอยู่จริง ๆ ในลักษณะที่ผู้สังเกตการณ์การเคลื่อนที่สามารถที่จะศึกษาอากาศยานในการมีแรงกระทำ และสามารถวัดแรงทางอากาศพลศาสตร์ที่กำลังเกิดขึ้นบนอากาศยานนั้น ๆ ได้

ต่อมาเมื่อมีการศึกษาเกี่ยวกับอุโมงค์ลมมากยิ่งขึ้น: ผลกระทบของลมที่มีต่อโครงสร้างหรือวัตถุที่มนุษย์เป็นผู้สร้างจำเป็นต้องมีการศึกษามากขึ้นเมื่อสิ่งปลูกสร้างอาคารกลายเป็นสิ่งที่สูงพอที่จะเกิดมีพื้นผิวขนาดใหญ่เพื่อรับแรงปะทะของลม, และแรงที่เป็นผลลัพธ์จากลมนี้จะต้องถูกต่อต้านโดยโครงสร้างภายในของอาคาร การพิจารณาแรงที่เกิดขึ้นดังกล่าวจำเป็นต้องทำก่อนที่จะต้องมีกฎหมายควบคุมอาคารที่สามารถระบุความแข็งแรงที่ต้องการของอาคารและการทดสอบดังกล่าวยังคงถูกนำมาใช้สำหรับอาคารขนาดใหญ่หรือสิ่งปลูกสร้างที่ไม่ปกติ ต่อมาภายหลังการทดสอบอุโมงค์ลมได้ถูกนำไปใช้กับรถยนต์ (automobiles)

การวัดแรงทางอากาศพลศาสตร์

ความเร็วลมและความดันสามารถถูกวัดได้หลายวิธีในอุโมงค์ลม

ความเร็วลมที่ผ่านภาคส่วนของการทดสอบจะถูกกำหนดโดยหลักการของแบร์นูลลี (Bernoulli's principle)