CN110044575B - 可模拟移动下击暴流突风效应的风洞 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，包括风洞流道，风洞流道内设有模拟试验区，模拟试验区的一侧侧面上设有模拟试验通孔，模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置；模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在模拟试验通孔上的软质遮挡带，软质遮挡带上设有模拟风口，且软质遮挡带的两端分别设有用于驱动其移动并使模拟风口在模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构；模拟风口移动机构包括用于收放卷软质遮挡带的收放卷辊和用于驱动收放卷辊沿其轴向方向移动的轴向移动机构；还包括与模拟风口同步移动的模拟器安装架，模拟器安装架上安装设有用于模拟下击暴流突风的下击暴流突风模拟器。

Description

可模拟移动下击暴流突风效应的风洞

技术领域

本发明属于风洞技术领域，具体的为一种可模拟移动下击暴流突风效应的风洞。

背景技术

公开号为CN109029901A的中国专利申请公开了一种下击暴流模拟方法，将横向进气的气流通过导流片改变气流方向，所述导流片通过控制可以在垂直状态和水平状态之间不停的切换，当导流片处于垂直状态，横向的气流从纵向的下端吹出，当导流片处于水平状态，横向的气流从横向进气口的对端吹出。具体的，该中国专利申请中还公开了一种用于实现该下击暴流模拟方法的装置，包括一个横向气道和一个纵向气道，所述横向气道的一端设置有风机另一端设置有突风挡板，所述风机与突风挡板之间设置有纵向气道且与横向气道垂直连通，所述导流片设置在横向气道中与纵向气道交汇处。所述横向气道与纵向气道构成一个T形结构，T形中的横向气道沿着其轴线连接在支撑框架上。所述支撑框架与横向气道之间设置有移动平台，所述横向气道固定在移动平台上，移动平台在支撑架上通过电机驱动可以在水平平面内进行两自由度移动。

该下击暴流模拟装置虽然能够模拟下击暴流突风，同时利用移动平台可实现平面内的二维运动，但是，当将该下击暴流模拟装置用在风洞中时，要实现二维平面移动的下击暴流突风的模拟，需要在风洞的流道上开设较大的开口以给移动平台预留足够的空间，该开口会扰乱风洞流道内的气流，导致采用风洞无法模拟特定环境下的下击暴流突风。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，不仅可模拟移动状态下的下击暴流突风，而且不会对风洞内部的气流造成影响。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，包括风洞流道，所述风洞流道内设有模拟试验区，所述模拟试验区的一侧侧面上设有模拟试验通孔，所述模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置；

所述模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在所述模拟试验通孔上的软质遮挡带，所述软质遮挡带上设有模拟风口，且所述软质遮挡带的两端分别设有用于驱动其移动并使所述模拟风口在所述模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构；

所述模拟风口移动机构包括用于收放卷所述软质遮挡带的收放卷辊和用于驱动所述收放卷辊沿其轴向方向移动的轴向移动机构；

还包括与所述模拟风口同步移动的模拟器安装架，所述模拟器安装架上安装设有用于模拟下击暴流突风的下击暴流突风模拟器。

进一步，所述收放卷辊上设有用于驱动其转动进而收卷或放卷所述软质遮挡带的收放卷驱动机构；所述收放卷驱动机构包括收放卷电机和与所述收放卷电机传动连接的收放卷变速箱，所述收放卷变速箱的输出轴与所述收放卷辊传动连接。

进一步，所述轴向移动机构包括与所述收放卷辊平行设置的螺杆和旋转配合套装在所述收放卷辊的转轴上并与所述收放卷辊同步轴向移动的移动板，所述螺杆与所述移动板螺纹配合；所述轴向移动机构还包括与所述收放卷辊平行设置的第一导轨，所述移动板上设有与所述第一导轨配合的第二导轨。

进一步，还包括分别位于所述模拟试验通孔两端并用于导向所述软质遮挡带的两根导向辊，所述导向辊与所述收放卷辊平行并与所述收放卷辊同步轴向移动。

进一步，所述软质遮挡带的两侧分别设有夹板机构；所述夹板机构包括两块夹板，所述软质遮挡带位于两块所述夹板之间，两块所述夹板的两端分别旋转配合套装在对应的所述收放卷辊的转轴上并与所述收放卷辊同步轴向移动。

进一步，所述软质遮挡带的宽度大于等于所述模拟试验通孔的宽度的两倍，所述模拟风口的几何中心落在所述软质遮挡带的中心线上。

进一步，所述模拟器安装架上设有与所述软质遮挡带垂直的第一滑轨，所述下击暴流突风模拟器滑动配合安装在所述第一滑轨上，且所述模拟器安装架上设有用于驱动所述下击暴流突风模拟器沿着所述第一滑轨移动的模拟器驱动机构。

进一步，所述模拟器安装架包括两根相互平行的支撑杆，所述支撑杆上设有与所述软质遮挡带平行的第二滑轨，且两根所述支撑杆之间设有与所述第二滑轨滑动配合的滑动安装架，所述滑动安装架上固定安装设有所述第一滑轨，所述第一滑轨的一端与所述软质遮挡带固定连接；所述支撑杆与所述收放卷辊垂直，且所述支撑杆的两端分别套装在两根所述收放卷辊的转轴上并与所述收放卷辊同步轴向移动；

进一步，所述软质遮挡带上与所述模拟风口对应设有硬质安装板，所述第一滑轨与所述硬质安装板固定连接；所述第一滑轨相对于所述模拟风口的轴线呈环形均布设置。

进一步，所述下击暴流突风模拟器包括主风道，所述主风道的出风端设有出风风道和突风风道，且所述出风风道和突风风道之间设有切换阀，所述切换阀用于控制当所述出风风道与所述主风道相连通时，所述突风风道与所述主风道之间断开；或当所述突风风道与所述主风道相连通时，所述出风风道与所述主风道之间断开；所述突风风道的出风口与所述模拟风口对齐，所述主风道内设有突风风机。

本发明的有益效果在于：

本发明的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，通过在模拟试验区的侧面上设置模拟试验通孔，并利用软质遮挡带覆盖在模拟试验通孔，如此，能够有效避免模拟试验通孔影响风洞流道内的气流；通过在软质遮挡带上设置模拟风口，并利用模拟风口二维平面移动装置驱动软质遮挡带在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向移动，如此，即可驱动模拟风口在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向上移动，即模拟风口可在模拟试验通孔所在的区域内做二维平面移动；通过设置与模拟风口同步移动的模拟器安装架，并将下击暴流突风模拟器安装在模拟器安装架上，能够模拟移动状态下的下击暴流，且不会对风洞内部的气流造成影响。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明可模拟移动下击暴流突风效应的风洞实施例的结构示意图；

图2为图1的A详图；

图3为图1的B详图；

图4为图1的俯视图；

图5为图4的C详图；

图6为下击暴流突风模拟器的结构示意图，具体的为出风风道与主风道相连通时的状态图；

图7为下击暴流突风模拟器的结构示意图，具体的为突风风道与主风道相连通时的状态图。

附图标记说明：

1-风洞流道；2-模拟试验区；3-软质遮挡带；4-模拟风口；5-收放卷辊；6-收放卷电机；7-收放卷变速箱；8-螺杆；9-移动板；10-丝杆电机；11-丝杆变速箱；12-第一导轨；13-第二导轨；14-导向辊；15-夹板；16-模拟器安装架；17-下击暴流突风模拟器；18-第一滑轨；19-硬质安装板；20-支撑杆；21-滑动安装架；22-滑块；23-模拟器驱动螺杆；24-模拟器驱动电机；25-主风道；26-出风风道；27-突风风道；28-切换阀；29-导流片；30-阻尼网；31-蜂窝器；32-突风风机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。

如图1所示，为本发明可模拟移动下击暴流突风效应的风洞实施例的结构示意图。本实施例的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，包括风洞流道1，风洞流道1内设有模拟试验区2，模拟试验区2的一侧侧面上设有模拟试验通孔，模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置。本实施例的模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在模拟试验通孔上的软质遮挡带3，软质遮挡带3上设有模拟风口4，且软质遮挡带3的两端分别设有用于驱动其移动并使模拟风口4在模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构。本实施例的模拟风口移动机构包括用于收放卷软质遮挡带3的收放卷辊5和用于驱动收放卷辊5沿其轴向方向移动的轴向移动机构。

具体的，本实施例的收放卷辊5上设有用于驱动其转动进而收卷或放卷软质遮挡带3的收放卷驱动机构。本实施例的收放卷驱动机构包括收放卷电机6和与收放卷电机6传动连接的收放卷变速箱7，收放卷变速箱7的输出轴与收放卷辊5传动连接。通过分别控制与两根收放卷辊5传动连接的收放卷电机6同步转动，即可驱动模拟风口4在垂直于收放卷辊5的轴向方向上移动。

具体的，本实施例的轴向移动机构包括与收放卷辊5平行设置的螺杆8和旋转配合套装在收放卷辊5的转轴上并与收放卷辊5同步轴向移动的移动板9，螺杆8与移动板9螺纹配合。优选的，本实施例的收放卷辊5的转轴的两端均设有与其旋转配合的移动板9，两块移动板9均与螺杆8螺纹配合，可使收放卷辊5沿轴向移动更加平稳。本实施例的螺杆8上设有用于驱动其转动的丝杆驱动机构。具体的，丝杆驱动机构包括丝杆电机10和与丝杆电机10传动连接的丝杆变速箱11，丝杆变速箱11的输出轴与螺杆8传动连接，通过控制两个丝杆电机10同步转动，，即可驱动两根收放卷辊5沿其轴向同步移动，进而驱动模拟风口4沿着收放卷辊5轴向的方向移动。优选的，本实施例的轴向移动机构还包括与收放卷辊5平行设置的第一导轨12，移动板9上设有与第一导轨12配合的第二导轨13，用于移动导向。

进一步，本实施例用于模拟移动状态下龙卷风的风洞还包括分别位于模拟试验通孔两端并用于导向软质遮挡带3的两根导向辊14，导向辊14与收放卷辊5平行并与收放卷辊5同步轴向移动，用于导向软质遮挡带3，使软质遮挡带3能够完全覆盖在模拟试验通孔上。

进一步，本实施例的软质遮挡带3的两侧分别设有夹板机构。具体的，夹板机构包括两块夹板15，软质遮挡带3位于两块夹板15之间，两块夹板15的两端分别旋转配合套装在对应的收放卷辊5的转轴上并与收放卷辊5同步轴向移动，本实施例的两块夹板15的两端分别旋转配合套装在对应的收放卷辊5和导向辊14的转轴上。通过设置夹板机构，能够防止软质遮挡带3位于模拟试验通孔中间部位的区域在风洞流道1内部的气流作用下变形，进而避免对风洞流道1内的气流造成干扰。

进一步，软质遮挡带3的宽度大于等于模拟试验通孔的宽度的两倍，模拟风口4的几何中心落在软质遮挡带3的中心线上。如此，可使模拟风口4的二维平面移动区域完全覆盖模拟试验通孔所在的区域。

本实施例的模拟试验通孔设置在风洞流道1的顶面上，当然根据需要，也可以将模拟试验通孔设置在风洞流道1的侧面或底面上，不再累述。

本实施例用于模拟移动状态下龙卷风的风洞还包括与模拟风口4同步移动的模拟器安装架16，模拟器安装架16上安装设有用于模拟下击暴流突风的下击暴流突风模拟器17。本实施例的模拟器安装架16上设有与软质遮挡带3垂直的第一滑轨18，下击暴流突风模拟器17滑动配合安装在第一滑轨18上，且模拟器安装架16上设有用于驱动下击暴流突风模拟器17沿着第一滑轨18移动的模拟器驱动机构。通过在模拟器安装架上设置与软质遮挡带垂直的第一滑轨，如此，即可驱动下击暴流突风模拟器沿着第一滑轨移动，下击暴流突风模拟器在跟随模拟风口4做同步的二维平面移动的基础上，可实现三维移动，即可以模拟三维移动的下击暴流突风。

本实施例的模拟器安装架16包括两根相互平行的支撑杆20，支撑杆20上设有与软质遮挡带3平行的第二滑轨，且两根支撑杆20之间设有与第二滑轨滑动配合的滑动安装架21，滑动安装架21上固定安装设有第一滑轨18，第一滑轨18的一端与软质遮挡带3固定连接。本实施例的支撑杆20与收放卷辊5垂直，且支撑杆20的两端分别套装在两根收放卷辊5的转轴上并与收放卷辊5同步轴向移动。本实施例的软质遮挡带3上与模拟风口4对应设有硬质安装板19，第一滑轨18与硬质安装板19固定连接，如此，滑动安装架21可在软质遮挡带3的带动下沿着第二滑轨滑动，并在收放卷辊5的轴向移动的带动下沿收放卷辊5的轴向方向移动。本实施例的第一滑轨18相对于模拟风口4的轴线呈环形均布设置。

本实施例的模拟器安装架16上设有与第一滑轨18滑动配合的滑块22，本实施例的模拟器驱动机构包括与第一滑轨18平行的模拟器驱动螺杆23，模拟器驱动螺杆23与其中一块滑块22之间螺纹配合，且第一滑轨18上固定安装设有用于驱动模拟器驱动螺杆23转动的模拟器驱动电机24。

具体的，本实施例的下击暴流突风模拟器17包括主风道25，主风道25的出风端设有出风风道26和突风风道27，且出风风道26和突风风道27之间设有切换阀28，切换阀28用于控制当出风风道26与主风道25相连通时，突风风道27与主风道25之间断开；或当突风风道27与主风道25相连通时，出风风道26与主风道25之间断开。突风风道27的出风口与模拟风口4对齐，主风道25内设有突风风机32。如图6和图7所示，本实施例的突风风道27包括与主风道25同轴的水平段和与主风道25垂直的竖直段，水平段与竖直段之间设有导流片29，且竖直段内设有阻尼网30和蜂窝器31，蜂窝器31位于阻尼网30的下方。正常运行时，出风风道26与主风道25相连通，突风风道27与主风道25之间断开；当需要模拟突风时，通过切换阀28使突风风道27与主风道25相连通，出风风道26与主风道25之间断开，即可输出下击暴流突风，达到设定时间后，通过切换阀28使出风风道26与主风道25相连通，突风风道27与主风道25之间断开，下击暴流突风模拟结束。

本实施例的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，通过在模拟试验区的侧面上设置模拟试验通孔，并利用软质遮挡带覆盖在模拟试验通孔，如此，能够有效避免模拟试验通孔影响风洞流道内的气流；通过在软质遮挡带上设置模拟风口，并利用模拟风口二维平面移动装置驱动软质遮挡带在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向移动，如此，即可驱动模拟风口在模拟试验通孔所在的区域内沿着垂直的两个方向上移动，即模拟风口可在模拟试验通孔所在的区域内做二维平面移动；通过设置与模拟风口同步移动的模拟器安装架，并将下击暴流突风模拟器安装在模拟器安装架上，能够模拟移动状态下的下击暴流，且不会对风洞内部的气流造成影响。

以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

Claims (8)

1.一种可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，包括风洞流道（1），其特征在于：所述风洞流道（1）内设有模拟试验区（2），所述模拟试验区（2）的一侧侧面上设有模拟试验通孔，所述模拟试验通孔上安装设有模拟风口二维平面移动装置；

所述模拟风口二维平面移动装置包括覆盖在所述模拟试验通孔上的软质遮挡带（3），所述软质遮挡带（3）上设有模拟风口（4），且所述软质遮挡带（3）的两端分别设有用于驱动其移动并使所述模拟风口（4）在所述模拟试验通孔区域内做二维平面移动的模拟风口移动机构；

所述模拟风口移动机构包括用于收放卷所述软质遮挡带（3）的收放卷辊（5）和用于驱动所述收放卷辊（5）沿其轴向方向移动的轴向移动机构；

还包括与所述模拟风口（4）同步移动的模拟器安装架（16），所述模拟器安装架（16）上安装设有用于模拟下击暴流突风的下击暴流突风模拟器（17）；

所述收放卷辊（5）上设有用于驱动其转动进而收卷或放卷所述软质遮挡带（3）的收放卷驱动机构；所述收放卷驱动机构包括收放卷电机（6）和与所述收放卷电机（6）传动连接的收放卷变速箱（7），所述收放卷变速箱（7）的输出轴与所述收放卷辊（5）传动连接；

所述轴向移动机构包括与所述收放卷辊（5）平行设置的螺杆（8）和旋转配合套装在所述收放卷辊（5）的转轴上并与所述收放卷辊（5）同步轴向移动的移动板（9），所述螺杆（8）与所述移动板（9）螺纹配合；所述轴向移动机构还包括与所述收放卷辊（5）平行设置的第一导轨（12），所述移动板（9）上设有与所述第一导轨（12）配合的第二导轨（13）。

2.根据权利要求1所述的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，其特征在于：还包括分别位于所述模拟试验通孔两端并用于导向所述软质遮挡带（3）的两根导向辊（14），所述导向辊（14）与所述收放卷辊（5）平行并与所述收放卷辊（5）同步轴向移动。

3.根据权利要求1所述的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，其特征在于：所述软质遮挡带（3）的两侧分别设有夹板机构；所述夹板机构包括两块夹板（15），所述软质遮挡带（3）位于两块所述夹板（15）之间，两块所述夹板（15）的两端分别旋转配合套装在对应的所述收放卷辊（5）的转轴上并与所述收放卷辊（5）同步轴向移动。

4.根据权利要求1所述的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，其特征在于：所述软质遮挡带（3）的宽度大于等于所述模拟试验通孔的宽度的两倍，所述模拟风口的几何中心落在所述软质遮挡带（3）的中心线上。

5.根据权利要求1-4任一项所述的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，其特征在于：所述模拟器安装架（16）上设有与所述软质遮挡带（3）垂直的第一滑轨（18），所述下击暴流突风模拟器（17）滑动配合安装在所述第一滑轨（18）上，且所述模拟器安装架（16）上设有用于驱动所述下击暴流突风模拟器（17）沿着所述第一滑轨（18）移动的模拟器驱动机构。

6.根据权利要求5所述的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，其特征在于：所述模拟器安装架（16）包括两根相互平行的支撑杆（20），所述支撑杆（20）上设有与所述软质遮挡带（3）平行的第二滑轨，且两根所述支撑杆（20）之间设有与所述第二滑轨滑动配合的滑动安装架（21），所述滑动安装架（21）上固定安装设有所述第一滑轨（18），所述第一滑轨（18）的一端与所述软质遮挡带（3）固定连接；所述支撑杆（20）与所述收放卷辊（5）垂直，且所述支撑杆（20）的两端分别套装在两根所述收放卷辊（5）的转轴上并与所述收放卷辊（5）同步轴向移动。

7.根据权利要求6所述的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，其特征在于：所述软质遮挡带（3）上与所述模拟风口（4）对应设有硬质安装板（19），所述第一滑轨（18）与所述硬质安装板（19）固定连接；所述第一滑轨（18）相对于所述模拟风口（4）的轴线呈环形均布设置。

8.根据权利要求1-4任一项所述的可模拟移动下击暴流突风效应的风洞，其特征在于：所述下击暴流突风模拟器（17）包括主风道（25），所述主风道（25）的出风端设有出风风道（26）和突风风道（27），且所述出风风道（26）和突风风道（27）之间设有切换阀（28），所述切换阀（28）用于控制当所述出风风道（26）与所述主风道（25）相连通时，所述突风风道（27）与所述主风道（25）之间断开；或当所述突风风道（27）与所述主风道（25）相连通时，所述出风风道（26）与所述主风道（25）之间断开；所述突风风道（27）的出风口与所述模拟风口（4）对齐，所述主风道（25）内设有突风风机（32）。