一、定义与基本功能
风洞是一种通过人工产生和控制气流，模拟物体在空气中运动状态的地面实验设备。其核心功能在于创造符合特定空气动力学研究要求的流场环境，使静止的测试模型承受与实际运动时相似的气动力效应。作为空气动力学三大研究手段(理论分析、数值计算、实验验证)中的实验支柱，风洞为飞行器、车辆、建筑等设计提供了不可替代的验证数据。
二、工作原理与关键构成
风洞的基本工作原理基于相对运动原理和流动相似性准则。根据达朗贝尔原理，物体在静止空气中运动，与空气流过静止物体，在满足动力相似条件时，所产生的气动力效应是等价的。因此，风洞通过动力系统驱动空气流动，使之流过固定安装的测试模型，从而高效、安全地复现实际运动中的气动现象。
一个完整风洞系统主要由以下关键部分构成：
驱动系统是
风洞的心脏，负责提供稳定可控的气流能量。低速风洞通常采用轴流式或离心式风扇，由大功率电机驱动；高速乃至超高速风洞则需使用压气机、引射器或蓄能装置，以产生跨声速、超声速及高超声速流场。
试验段是整个风洞的核心功能区，测试模型安装于此。其截面形状(圆形、矩形、八角形等)与尺寸直接决定了适用模型的尺度。试验段必须具备优异的光学访问性能，以支持粒子图像测速、纹影摄影等流场可视化诊断技术；同时需集成精密的模型支撑与调节机构，用于精确控制模型的姿态角。
稳定段与收缩段位于试验段上游。稳定段内设置蜂窝器与阻尼网，用于整流、降低湍流度；其后的收缩段通过截面积的平滑减小，将气流加速至试验段所需速度，并进一步改善流场的均匀性与方向性。
扩散段与回流道位于试验段下游。扩散段通过截面积扩大，将高速气流的动能部分转化为压力能，从而降低驱动系统的能耗。在闭式回流风洞中，气流通过回流道返回动力段，形成闭合循环，提高能量利用效率并更好控制气流品质。
三、核心分类与技术特征
按试验段气流速度范围，风洞主要分为：
低速风洞：通常指马赫数低于0.3的风洞，气流可视为不可压缩流。侧重于研究起飞着陆、建筑物绕流等场景下的气动力特性与流动分离现象。
跨声速风洞：马赫数范围0.3至1.4左右，其核心挑战在于克服试验段洞壁干扰，通常采用开孔或开槽透气壁，以模拟飞行器在声速附近的复杂激波-边界层干扰现象。
超声速与高超声速风洞：马赫数分别覆盖1.5至5.0，以及5.0以上。此类风洞运行时间极短(毫秒至秒量级)，需采用特殊的加热或蓄热技术以防止试验气体液化，主要研究高速飞行下的强烈气动加热与真实气体效应。
按气流流动路径，可分为回流式(闭式)与直流式(开式)两大类。回流式风洞能量利用率高，流场参数控制精确，环境干扰小，是主流研究型风洞的典型构型。直流式风洞结构相对简单，建造周期短，更易于实现大尺寸试验段。
