CN107941451A - 一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置 - Google Patents

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Abstract

发明提供一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置。该装置包括铺设在风洞试验段底部的基板，以及若干个粗糙元。所述基板的上表面具有若干个凸起Ⅰ。所述粗糙元整体为长方体。每个粗糙元的上表面具有凸起Ⅱ，下表面具有凹槽Ⅰ，各侧面依序轮流设置凸起Ⅲ和凹槽Ⅱ。试验时，通过凸起Ⅰ与凹槽Ⅰ、凸起Ⅱ与凹槽Ⅰ、凸起Ⅲ与凹槽Ⅱ和/或凸起Ⅵ与凹槽Ⅲ的相互结合实现粗糙元的空间三维拼装。该装置结构简单，易于加工，利用高。粗糙元的安装拆除方便快捷，提高了风洞试验的有效使用时间。

Description

一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置
技术领域
本发明涉及风洞试验领域，特别涉及一种风洞粗糙元装置。
背景技术
为精确掌握风对结构的作用，一般需要在风洞风场中进行不同地貌和不同缩尺比的风洞试验。通过改变粗糙元的摆放位置、数量和大小，可以有效模拟不同地貌的大气边界层。
现有技术中常采用将块体粗糙元粘附在风洞底部的方法。该方法制作过程简便，可有效模拟地表粗糙度。然而，当地表粗糙度变化时，需要将粗糙元全部拆除，重新制作，整个过程耗时耗力。当风洞试验比例发生变化时,粗糙元无法重复使用，利用率极低。旋出式粗糙元装置极大减少了安装粗糙元的工作量。但对于已经安装调试好并开始使用的风洞，需要重新布置线路，在风洞底部重新设计粗糙元的空间，其改造过程繁琐，改造难度大。
发明内容
本发明的目的是提供一种便于安装和拆卸的粗糙元装置，以解决现有技术中粗糙元利用率低、安装工作量大和已投入使用风洞改造过程繁琐等问题。
为实现本发明目的而采用的技术方案是这样的，一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置，包括铺设在风洞试验段底部的基板，以及若干个粗糙元。
所述基板的上表面具有若干个凸起Ⅰ。
所述粗糙元整体为长方体。每个粗糙元的上表面具有若干个凸起Ⅱ，下表面具有相应数量的凹槽Ⅰ，各侧面依序设置若干个凸起Ⅲ、凸起Ⅵ、凹槽Ⅱ和凹槽Ⅲ。
试验时，通过凸起Ⅰ与凹槽Ⅰ、凸起Ⅱ与凹槽Ⅰ、凸起Ⅲ与凹槽Ⅱ和/或凸起Ⅵ与凹槽Ⅲ的相互结合实现粗糙元的空间三维拼装。
进一步，所述凸起Ⅰ、凸起Ⅱ、凹槽Ⅰ、凸起Ⅲ、凸起Ⅵ、凹槽Ⅱ、凹槽Ⅲ均为圆柱状。
进一步，所述粗糙元采用木料、铝材或不锈钢材料。
本发明的技术效果是毋庸置疑的：
1)结构简单，易于加工，粗糙元可重复利用；
2)无需额外布置线路和收纳空间，成本低廉；
3)粗糙元安装拆除方便快捷，提高了风洞试验的有效使用时间；
4)对已投入使用的风洞进行改造时，简便易行，耗时少。
附图说明
图1为装置结构示意图；
图2为实施例1中基板示意图；
图3为实施例1中粗糙元结构示意图；
图4为实施例1中粗糙元仰视图；
图5为实施例2中粗糙元结构示意图；
图6为实施例3中基板示意图；
图7为实施例3中粗糙元结构示意图。
图中：基板1、凸起Ⅰ101、粗糙元2、凸起Ⅱ201、凹槽Ⅰ202、凸起Ⅲ203、凸起Ⅵ204、凹槽Ⅱ205、凹槽Ⅲ206。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步说明，但不应该理解为本发明上述主题范围仅限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想的情况下，根据本领域普通技术知识和惯用手段，做出各种替换和变更，均应包括在本发明的保护范围内。
实施例1：
本实施例公开一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置，包括铺设在风洞试验段底部的基板1，以及8个粗糙元2。
参见图1和图2，所述基板1的上表面具有48个凸起Ⅰ101。所述凸起101呈矩阵排列，分为6列，其列方向与风洞轴线平行。各凸起101之间的间距由风洞尺寸、风速范围和实验对象等因素确定。
参见图3和图4，所述粗糙元2整体为长方体。所述粗糙元2采用木料。每个粗糙元2的上表面具有凸起Ⅱ201，下表面具有凹槽Ⅰ202，各侧面依序设置凸起Ⅲ203、凸起Ⅵ204、凹槽Ⅱ205和凹槽Ⅲ206。
试验时，根据试验要求对粗糙元之间的间距、粗糙元的高度、和试验区域粗糙元的布局进行变换，从而改变风洞内的地表粗糙度。 在风洞中就可以形成各类模拟大气边界层的气流。本实施例中，8个粗糙元2空间三维拼装在一起。参见图1，8个粗糙元2分为2层。通过凸起Ⅰ101插入并嵌合到凹槽Ⅰ202内使下层的粗糙元2与基板1相互结合。上层粗糙元2通过凸起Ⅱ201与凹槽Ⅰ202相互结合。使粗糙元2得以纵向稳固连接。同一层粗糙元2中，相邻粗糙元2通过凸起Ⅲ203与凹槽Ⅱ205和/或凸起Ⅵ204与凹槽Ⅲ206相互结合。
值得说明的是，本实施例中，所述凸起Ⅰ101、凸起Ⅱ201、凹槽Ⅰ202、凸起Ⅲ203、凸起Ⅵ204、凹槽Ⅱ205、凹槽Ⅲ206均为圆柱状，避免了组装嵌接过于紧密、易组难拆情况的发生，避免了蛮力组拆造成粗糙元2结构损坏的问题。
实施例2：
本实施例公开一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置，包括铺设在风洞试验段底部的基板1，以及18个粗糙元2。
所述基板1的上表面具有72个凸起Ⅰ101。
参见图5，所述粗糙元2整体为长方体。所述粗糙元2采用铝材。每个粗糙元2的上表面具有4个凸起Ⅱ201，下表面具有4个凹槽Ⅰ202，各侧面依序设置2个凸起Ⅲ203、4个凸起Ⅵ204、2个凹槽Ⅱ205和4个凹槽Ⅲ206。即粗糙元2的4个侧面中，相对的两个面一个具有凸起，一个具有凹槽，且数量对应。本实施例中，所述凸起Ⅰ101、凸起Ⅱ201、凹槽Ⅰ202、凸起Ⅲ203、凸起Ⅵ204、凹槽Ⅱ205、凹槽Ⅲ206均为圆柱状。
试验时，粗糙元2通过凸起Ⅱ201与凹槽Ⅰ202、凸起Ⅲ203与凹槽Ⅱ205和/或凸起Ⅵ204与凹槽Ⅲ206的相互结合实现粗糙元2的空间三维拼装，共拼装为3组。3组粗糙元2通过最低层粗糙元2的凹槽Ⅰ202与凸起Ⅰ101的嵌合堆积在基板1上。
实施例3：
本实施例公开一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置，包括铺设在风洞试验段底部的基板1，以及8个粗糙元2。
参见图6，所述基板1的上表面具有32个凸起Ⅰ101。所述凸起101呈矩阵排列，分为8列，每一列4个，其列方向与风洞轴线平行。各凸起101之间的间距由风洞尺寸、风速范围和实验对象等因素确 定。
参见图7，所述粗糙元2整体为长方体。所述粗糙元2采用不锈钢材料。每个粗糙元2的上表面具有3个凸起Ⅱ201，下表面具有3个凹槽Ⅰ202，各侧面依序设置凸起Ⅲ203、凸起Ⅵ204、凹槽Ⅱ205和凹槽Ⅲ206。所述凸起Ⅱ201、凸起Ⅲ203、凸起Ⅵ204、凹槽Ⅱ205、凹槽Ⅲ206均为圆柱状。所述凸起Ⅱ201和凹槽Ⅰ202为长方体形。其中，凸起Ⅰ101、凹槽Ⅰ202和凸起Ⅱ201的尺寸相匹配，凸起Ⅲ203与凹槽Ⅱ205的尺寸相匹配，凸起Ⅵ204与凹槽Ⅲ206的尺寸相匹配。
根据试验要求设计出粗糙元2的分布图。试验时，通过凸起Ⅰ101与凹槽Ⅰ202、凸起Ⅱ201与凹槽Ⅰ202、凸起Ⅲ203与凹槽Ⅱ205和/或凸起Ⅵ204与凹槽Ⅲ206的相互结合实现粗糙元2的空间三维拼装。

Claims (3)

1.一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置，其特征在于，包括铺设在风洞试验段底部的基板(1)，以及若干个粗糙元(2)；
所述基板(1)的上表面具有若干个凸起Ⅰ(101)；
所述粗糙元(2)整体为长方体。每个粗糙元(2)的上表面具有若干个凸起Ⅱ(201)，下表面具有相应数量的凹槽Ⅰ(202)，各侧面依序设置若干个凸起Ⅲ(203)、凸起Ⅵ(204)、凹槽Ⅱ(205)和凹槽Ⅲ(206)；
试验时，通过凸起Ⅰ(101)与凹槽Ⅰ(202)、凸起Ⅱ(201)与凹槽Ⅰ(202)、凸起Ⅲ(203)与凹槽Ⅱ(205)和/或凸起Ⅵ(204)与凹槽Ⅲ(206)的相互结合实现粗糙元(2)的空间三维拼装。
2.根据权利要求2所述的一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置，其特征在于：所述凸起Ⅰ(101)、凸起Ⅱ(201)、凹槽Ⅰ(202)、凸起Ⅲ(203)、凸起Ⅵ(204)、凹槽Ⅱ(205)、凹槽Ⅲ(206)均为圆柱状。
3.根据权利要求1或2所述的一种便于安装拆卸的风洞粗糙元装置，其特征在于：所述粗糙元(2)采用木料、铝材或不锈钢材料。
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