CN110530598A - 一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，属于建筑技术领域，包括洞体，所述洞体内设置有模拟建筑和模拟可变障碍物，所述模拟可变障碍物位于模拟建筑靠其进风口一侧，所述模拟可变障碍物包括一外壁封闭的壳体，所述壳体由若干盖板拼装而成，相邻两个盖板之间通过密封结构密封连接，每一顶部盖板的下方设置有用于控制其单独进行驱动变换的第一驱动装置以及控制其单独进行上下移动的第二驱动装置，所述第二驱动装置同时驱动所述顶部盖板和第一驱动装置进行上下移动，若干顶部盖板以及密封盖板的共同变换实现了整个壳体外部结构的变换。本发明能够模拟研究不同障碍物对低矮建筑所承受的风压、风载荷影响的模拟装置，指导房屋的建设。

Description

一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置

技术领域

本发明属于建筑试验技术领域，具体涉及一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置。

背景技术

由于沿海地区的风压不稳定，风场紊乱，且经常出现台风等强风天气，在建筑试验技术领域，通常会修建风载荷实测房屋，以真实模拟沿海地区的低矮建筑在强风作用下承受的风荷载、风压以及气流场的情况，并同步测量收集相关实测数据进行气动特性分析。通过现场实测获得的实测数据可以反映真实的风荷载特性，被认为是研究结构风效应最直接和最可靠的研究手段。

地形障碍物对于低矮建筑在强风作用下的风扰特性有比较明确的影响，然而现有技术中，缺乏能够模拟研究不同障碍物对低矮建筑所承受的风压、风载荷影响的模拟装置；现有测试研究中，通常在现场设立一些用于研究的实测房屋进行测试，由于受到当地环境的局限性，地形障碍物的形状固定，一般不能改变，但是由于地区的不同，地形往往是多种多样的，因此单一现场实验测试无法反应沿海地区各种复杂地形下低矮建筑的风扰特性。因此该种地形障碍物模拟装置的研究意义在于：能够为低矮建筑选择何种地形产生积极的指导意义，即可通过建筑风洞实验中的试验选择出能够最有效疏离气流、降低风压、降低风载荷的地形。

发明内容

有鉴于此，本申请主要提供一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，通过改变地形障碍物的形状，从而能够模拟研究不同障碍物对低矮建筑所承受的风压、风载荷影响的模拟装置。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，包括洞体，所述洞体内设置有模拟建筑和模拟可变障碍物，所述模拟可变障碍物位于模拟建筑靠其进风口一侧，所述模拟可变障碍物包括一外壁封闭的壳体，所述壳体由若干盖板拼装而成，相邻两个盖板之间通过密封结构密封连接，所述盖板包括顶部盖板和密封盖板，所述密封盖板位于壳体的四周且用于连接顶部盖板与洞体底部，所述密封盖板与洞体的底部转动密封连接，每一顶部盖板的下方设置有用于控制其单独进行驱动变换的第一驱动装置以及控制其单独进行上下移动的第二驱动装置，所述第二驱动装置同时驱动所述顶部盖板和第一驱动装置进行上下移动，若干顶部盖板以及密封盖板的共同变换实现了整个壳体外部结构的变换。

进一步，所述洞体内还包括一磁性平台，所述磁性平台上设置有若干用于安装所述密封盖板的安装座，所述安装座与磁性平台通过磁性连接，所述密封盖板与所述安装座铰接。

进一步，所述第一驱动装置包括第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸，所述第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的上端分别与顶部盖板铰接，所述第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的下端均与一底板铰接，所述第二驱动装置连接设置在所述底板的底部。

进一步，第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的上端连接点均位于同一圆的圆周线上，所述第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的下端连接点均位于同一圆的圆周线上。

进一步，所述磁性平台与所述洞体通过轨道连接，所述磁性平台可沿所述洞体的轴向移动。

进一步，所述密封盖板的下方还设置有控制其与洞体底部相对转动的第三驱动装置。

进一步，组成所述壳体的各盖板之间通过一柔性密封带密封，所述柔性密封带与各盖板固定连接。

进一步，所述盖板的四周设置有用于安装所述柔性密封带的台阶。

进一步，所述台阶上设置有用于与所述柔性密封带连接的连接部。

本发明的有益效果在于：本发明模拟可变障碍物包括一外壁封闭的壳体，并且将壳体模块化，细分为若干盖板，相邻两个盖板之间通过密封结构密封连接，通过第一驱动装置驱动顶部盖板六自由度运动，从而使得若干顶部盖板以及密封盖板的共同变换实现了整个壳体外部结构的变换。采用此种变化方式，完成了模拟建筑前方障碍物形态的变化，通过风洞的测试实验，能够模拟研究不同障碍物对低矮建筑所承受的风压、风载荷影响的模拟装置，指导房屋的建设，本发明变换方式，变化形式多样，成本低廉，大大节省了测试时间，给完整的测试实验带来了便利。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作优选的详细描述，其中：

图1为本发明的结构示意图；

图2为本发明模拟可变障碍物的结构示意图；

图3为本发明第一驱动装置的结构示意图；

图4为本发明第一驱动装置的连接示意图；

图5为本发明第一驱动装置的俯视图；

图6为本发明壳体处于平面状态的的俯视图；

图7为本发明盖板的结构示意图；

图8为本发明柔性密封带的结构示意图；

图9为本发明柔性密封带的连接示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

其中，附图仅用于示例性说明，表示的仅是示意图，而非实物图，不能理解为对本发明的限制；为了更好地说明本发明的实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

图1为本发明的结构示意图，图2为本发明模拟可变障碍物的结构示意图，图3为本发明第一驱动装置的结构示意图，图4为本发明第一驱动装置的连接示意图，图5为本发明第一驱动装置的俯视图，图6为本发明壳体处于平面状态的的俯视图，图7为本发明盖板的结构示意图，图8为本发明柔性密封带的结构示意图，图9为本发明柔性密封带的连接示意图。本发明一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，包括洞体1，所述洞体1内设置有模拟建筑2和模拟可变障碍物3，本发明洞体1采用现有技术，一侧进风、另一侧出风，而模拟建筑2和模拟可变障碍物3均位于洞体1内，所述模拟可变障碍物3位于模拟建筑靠2其进风口一侧，模拟建筑2上可设置相关的传感器，用于检测其上的风载荷。

本发明中，所述模拟可变障碍物3包括一外壁封闭的壳体31，所述壳体31由若干盖板拼装而成，相邻两个盖板之间通过密封结构密封连接，所述盖板包括顶部盖板311和密封盖板312，所述密封盖板312位于壳体31的四周且用于连接顶部盖板311与洞体1底部，所述密封盖板312与洞体1的底部转动密封连接，每一顶部盖板311的下方设置有用于控制其单独进行驱动变换的第一驱动装置32以及控制其单独进行上下移动的第二驱动装置33，所述第二驱动装置33同时驱动所述顶部盖板311和第一驱动装置32进行上下移动，若干顶部盖板311以及密封盖板312的共同变换实现了整个壳体31外部结构的变换。本实施例中，第一驱动装置32可用于驱动顶部盖板311作六自由度的微运动，第二驱动装置33用于作竖直方向上的位移较大的移动，可以方便整个障碍物的成型，当然根据需要顶部盖板311以及密封盖板312可以无限小，以适应障碍物的表面曲面情况，使其更加贴合实际的地形。

本实施例中，所述洞体1内还包括一磁性平台4，所述磁性平台4上设置有若干用于安装所述密封盖板312的安装座5，所述安装座5与磁性平台4通过磁性连接，所述密封盖板312与所述安装座5铰接。本实施例中，磁性平台4和安装座5均具有磁性，并且安装座5可以根据需要在磁性平台4选择合适的连接位置，并且通过磁性连接实现固定。采用此种方式，密封盖板312可以根据需要选择合适的位置，使得模拟可变障碍物3的大小规模可以进行适当的调整，当然在调整后，密封盖板312于磁性平台4之间做好相应的密封工作，减少连接缝隙对测试的影响。

本实施例中，所述第一驱动装置32包括第一电动缸321、第二电动缸322、第三电动缸323、第四电动缸324、第五电动缸325和第六电动缸326，所述第一电动缸321、第二电动缸322、第三电动缸323、第四电动缸324、第五电动缸325和第六电动缸326的上端分别与顶部盖板311铰接，所述第一电动缸321、第二电动缸322、第三电动缸323、第四电动缸324、第五电动缸325和第六电动缸326的下端均与一底板34铰接，所述第二驱动装置33连接设置在所述底板34的底部。第一电动缸321、第二电动缸322、第三电动缸323、第四电动缸324、第五电动缸325和第六电动缸326的上端连接点均位于同一圆的圆周线上，所述第一电动缸321、第二电动缸322、第三电动缸323、第四电动缸324、第五电动缸325和第六电动缸326的下端连接点均位于同一圆的圆周线上。采用此种设置，实现了对顶部盖板311六个自由度的变化，使得障碍物的外形更加贴合实际情况。

本实施例中，所述磁性平台4与所述洞体1通过轨道连接，所述磁性平台4可沿所述洞体1的轴向移动，可以在轴向大范围调节模拟建筑2和模拟可变障碍物3之间的距离，从而获得多组不同的测试数据。

本实施例中，所述密封盖板312的下方还设置有控制其与洞体底部相对转动的第三驱动装置6，第三驱动装置6可带动密封盖板312转动，适应变化情况。

本实施例中，组成所述壳体1的各盖板之间通过一柔性密封带312密封，所述柔性密封带313与各盖板固定连接。本实施例柔性密封带312可采用橡胶膜或者乳胶膜或者其他可拉伸的密封膜，两端分别与盖板连接，实现盖板的密封即可。

本实施例中，所述盖板的四周设置有用于安装所述柔性密封带313的台阶314，台阶314可以方便柔性密封带313的安装，使得柔性密封带313与盖板之间的连接更为密切，减少了透风的可能。

本实施例中，所述台阶314上设置有用于与所述柔性密封带313连接的连接部315，本实施例连接部315采用连接孔，通过螺栓将柔性密封带313压紧于台阶314，连接更为方便可靠。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，包括洞体，其特征在于：所述洞体内设置有模拟建筑和模拟可变障碍物，所述模拟可变障碍物位于模拟建筑靠其进风口一侧，所述模拟可变障碍物包括一外壁封闭的壳体，所述壳体由若干盖板拼装而成，相邻两个盖板之间通过密封结构密封连接，所述盖板包括顶部盖板和密封盖板，所述密封盖板位于壳体的四周且用于连接顶部盖板与洞体底部，所述密封盖板与洞体的底部转动密封连接，每一顶部盖板的下方设置有用于控制其单独进行驱动变换的第一驱动装置以及控制其单独进行上下移动的第二驱动装置，所述第二驱动装置同时驱动所述顶部盖板和第一驱动装置进行上下移动，若干顶部盖板以及密封盖板的共同变换实现了整个壳体外部结构的变换。

2.根据权利要求1所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：所述洞体内还包括一磁性平台，所述磁性平台上设置有若干用于安装所述密封盖板的安装座，所述安装座与磁性平台通过磁性连接，所述密封盖板与所述安装座铰接。

3.根据权利要求2所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：所述第一驱动装置包括第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸，所述第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的上端分别与顶部盖板铰接，所述第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的下端均与一底板铰接，所述第二驱动装置连接设置在所述底板的底部。

4.根据权利要求3所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的上端连接点均位于同一圆的圆周线上，所述第一电动缸、第二电动缸、第三电动缸、第四电动缸、第五电动缸和第六电动缸的下端连接点均位于同一圆的圆周线上。

5.根据权利要求4所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：所述磁性平台与所述洞体通过轨道连接，所述磁性平台可沿所述洞体的轴向移动。

6.根据权利要求1所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：所述密封盖板的下方还设置有控制其与洞体底部相对转动的第三驱动装置。

7.根据权利要求1所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：组成所述壳体的各盖板之间通过一柔性密封带密封，所述柔性密封带与各盖板固定连接。

8.根据权利要求7所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：所述盖板的四周设置有用于安装所述柔性密封带的台阶。

9.根据权利要求8所述的用于建筑风洞试验的地形像素化模拟装置，其特征在于：所述台阶上设置有用于与所述柔性密封带连接的连接部。