CN112798814A - 一种风速分布测试方法和系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种风速分布测试方法和系统，风速分布测试方法应用于风速分布测试系统中，风速分布测试系统包括叶轮风速仪和用于调试的冷却风扇，冷却风扇轴的垂直方向上设有风速测量平面，风速测量平面包括风扇区域和风扇总成的四角区域，风扇区域和风扇总成的四角区域分布有风速测点，叶轮风速仪放置在风速测点上，方法部分包括：通过各个叶轮风速仪对应测量各个风速测点的风速，获得各个风速测点对应的风速测量值；根据风速测量平面对应的风速测点测得的风速测量值计算风速分布测试结果。本发明综合考虑了风扇在风扇总成中各位置与流场形状之间的关系，解决了均匀分布且布置的稀疏测点无法得到与实际流场匹配较好的风速分布结果的问题。

Description

一种风速分布测试方法和系统
技术领域
本发明涉及车辆冷却系统领域，尤其涉及一种风速分布测试方法和系统。
背景技术
冷却风扇是车辆冷却系统的重要组成部分，是车辆动力舱中冷却气流的主要驱动装置。空调冷凝器、发动机散热器、中冷器等前端模块表面的风速分布对各模块的换热效率有十分显著的影响。而风速分布很大程度上取决于冷却风扇与风扇护风罩的结构，是冷却风扇的性能之一。
目前车辆冷却风扇行业的性能测试普遍依据GB/T1236进行。GB/T 1236是工业通风机用标准化风道进行性能测试的标准，适用于除专为空气循环而设计的风扇(如吊扇、台扇)之外的各种型式的工业通风机性能的测定。用该标准所规定的标准化风道进行冷却风扇性能测试，可以通过风量和压差来表示冷却风扇的气动性能，但无法对冷却风扇前后的局部风速进行测量，无法实现风扇的流场标定。
现有技术中，在对冷却风扇的局部风速测量，采用均匀分布风速计的方法来测量风速，测点过于稀疏且分布不够全面，难以根据测量结果模拟实际风速分布。
发明内容
本发明提供一种风速分布测试方法和系统，以解决现有技术中均匀分布且稀疏布置的风速测点，无法得到与实际流场匹配较好的风速分布结果的问题。
一种风速分布测试方法，所述风速分布测试方法应用于风速分布测试系统中，所述风速分布测试系统包括叶轮风速仪和用于调试的冷却风扇，所述冷却风扇轴的垂直方向上设有风速测量平面，所述风速测量平面包括风扇区域和风扇总成的四角区域，所述风扇区域和所述风扇总成的四角区域分布有风速测点，所述叶轮风速仪放置在所述风速测点上，所述方法包括：
通过各个所述叶轮风速仪对应测量各个所述风速测点的风速，获得各个所述风速测点对应的风速测量值；
根据所述风速测量平面对应的所述风速测点测得的所述风速测量值计算风速分布测试结果。
进一步地，所述根据所述风速测量平面对应的所述风速测点测得的所述风速测量值计算风速分布测试结果，包括：
根据所述风速测量平面对应的所述风速测点测得的所述风速测量值计算所述风速测量平面的平均风速；
根据所述风扇总成的风量、风扇总成的投影面积、所述风速测量平面的面积和所述平均风速计算区域f的风速，所述区域f为所述风扇总成的投影面积除所述风速测量平面之外的其他区域；
根据所述区域f的风速和所述风速测量平面的平均风速获得所述风速分布测试结果。
进一步地，所述根据所述风扇总成的风量、风扇总成的投影面积、所述风速测量平面的面积和所述平均风速计算区域f的风速，包括：
根据如下公式计算所述区域f的风速：
[Q-∑ALL-f(UiSi)]/[S-∑ALL-fSi]；
其中，所述Q表示所述风扇总成的风量，是按照GB/T 1236标准进行冷却风扇性能试验所得到的，所述S表示所述风扇总成的投影面积，所述i表示所述风扇区域和风扇总成的四角区域的各个区域，所述Ui表示所述i的平均风速，所述Si表示所述i的面积，所述∑ALL-f(UiSi)表示对所述i的平均风速与面积的乘积求和，∑ALL-fSi表示对所述i的面积求和。
进一步地，所述风扇总成的四角区域为四个与所述冷却风扇相切的圆弧划分出的四个扇形区域。
进一步地，所述风扇区域为一个圆形区域和两个环形区域组成的以圆形区域为中心的同心圆，所述圆形区域为位于所述同心圆中间最小的中心圆，所述中心圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径，所述同心圆中的最大圆的半径为所述冷却风扇的叶尖半径，所述同心圆中其他圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径与叶尖半径的平均值。
进一步地，所述风速测点的位置用所述风速测点对应的所述叶轮风速仪的中心坐标(x，y，z)表示，各个所述风速测点的位置通过如下方式确定：
建立直角坐标系；
根据散热器到所述冷却风扇的距离，确定各所述风速测点的x坐标值；
获取所述风扇总成的四角区域及所述风扇区域的测量数据，所述测量数据包括所述风扇总成的高度与宽度，所述轮毂半径，所述叶尖半径，所述风扇总成的四角区域到所述冷却风扇的距离；
以所述冷却风扇中心点的位置作为目标测点，测量并记录所述目标测点的y坐标值、z坐标值；
根据所述目标测点的y坐标值、z坐标值，以及所述测量数据计算各所述风速测点的y坐标值、z坐标值，以得到各个所述风速测点的位置。
进一步地，若所述冷却风扇为吹风式风扇，所述风速测点在所述冷却风扇下游，所述x坐标值为正；
若所述冷却风扇为吸风式风扇，所述风速测点在所述冷却风扇上游，所述x坐标值为负。
进一步地，所述根据所述区域f的风速和所述风速测量平面的平均风速获得所述风速分布测试结果之后，包括：
在直角坐标系中，将各所述风速测量平面以及所述区域f绘制为图；
将所述风速测量平面的平均风速填入所述图中对应的所述风速测量平面中，将所述区域f的风速填入所述图中的所述区域f；
根据所述平均风速和所述区域f的风速的大小，将所述图中的各所述风速测量平面以及所述区域f渲染成不同颜色，得到风速分布测试结果云图。
进一步地，所述通过各个所述叶轮风速仪对应测量各个所述风速测点的风速，获得各个所述风速测点对应的风速测量值，包括：
通过每个所述叶轮风速仪在一段时间内按周期对每个所述风速测点的风速进行连续采样，获得采样数据；
对每个所述叶轮风速仪连续采样的多个所述采样数据取平均值，并将所述平均值作为叶轮风速仪对应的所述风速测量值，以获得各个所述风速测点对应的所述风速测量值。
进一步地，所述风速分布测试系统中的冷却风扇为单风扇形式或双风扇形式。
一种风速分布测试系统，所述风速分布测试系统包括控制器、叶轮风速仪和用于调试的冷却风扇，所述冷却风扇轴的垂直方向上设有风速测量平面，所述风速测量平面包括风扇区域和风扇总成的四角区域，所述风扇区域和所述风扇总的成四角区域分布有风速测点，所述叶轮风速仪放置在所述风速测点上，所述控制器用于实现如上述的风速分布测试方法。
进一步地，所述风扇总成的四角区域为四个与所述冷却风扇相切的圆弧划分出的四个扇形区域。
进一步地，所述风扇区域为一个圆形区域和两个环形区域组成的以圆形区域为中心的同心圆，所述圆形区域为位于所述同心圆中间最小的中心圆，所述中心圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径，所述同心圆中的最大圆的半径为所述冷却风扇的叶尖半径，所述同心圆中其他圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径与叶尖半径的平均值。
上述的风速分布测试方法和系统所实现的其中一个方案中，通过风扇区域和所述风扇总成的四角区域分布有风速测点，并在风速测点上放置叶轮风速仪，来测量风速测量平面上风速测点的风速，根据风速测量平面及对应的风速测量值计算获得风速分布测试结果。本发明综合考虑了风扇在风扇总成中各位置与流场形状之间的关系，解决了均匀分布且布置的稀疏测点无法得到与实际流场匹配较好的风速分布结果的问题，可得到与实际流场形状更接近的风速分布结果，能根据测量结果模拟实际风速分布，实现了对冷却风扇风速分布的标定，为车辆冷却风扇的选择提供依据。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例中风速分布测试方法的流程示意图；
图2是本发明实施例中单风扇的各风速测点的分布示意图；
图3是本发明实施例中单风扇的风速测量平面的区域分布示意图；
图4是本发明实施例中双风扇的各风速测点的分布示意图；
图5是本发明实施例中双风扇的风速测量平面的区域分布示意图；
图6是本发明实施例中确定各风速测点位置的流程示意图；
图7是本发明实施例中单风扇的风速分布测试结果云图；
图8是本发明实施例中双风扇的风速分布测试结果云图；
图9是本发明实施例中风速分布测试结果云图的绘制流程示意图；
图10是本发明实施例中计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在一实施例中，提供一种风速分布测试方法，该风速分布测试方法应用于风速分布测试系统中，风速分布测试系统包括叶轮风速仪和用于调试的冷却风扇，可以理解，冷却风扇通常是通过风扇总成的方式安装在车辆中，其中，该风扇总成包括冷却风扇和冷却风扇的护风罩，冷却风扇固定在方形或其他形状的护风罩中形成风扇总成，护风罩的形状具体不做限定，本发明实施例中以方形为例进行说明。其中，冷却风扇轴的垂直方向上设有风速测量平面，风速测量平面包括风扇区域和风扇总成的四角区域，风扇区域和风扇总成的四角区域分布有风速测点，叶轮风速仪放置在所述风速测点上，本发明的风速分布测试方法如图1所示，具体包括如下步骤：
S10：通过各个叶轮风速仪对应测量各个风速测点的风速，获得各个风速测点对应的风速测量值。
根据上述的方法确定各风速测点的位置后，即可将叶轮风速仪布置在对应的位置，并对叶轮风速仪进行良好固定，以使其在测试条件下保持稳定，随后，通过各个叶轮风速仪对应测量各个风速测点的风速，并记录各叶轮风速仪上的风速测量值。
需要说明的是，为了进一步提高测试准确性，本发明实施例中，根据多个风速测点在冷却风扇上以及冷却风扇周围的具体放置的位置，将在冷却风扇上以及冷却风扇周围划分为多个风速测量平面。
在一实施方式中，风扇总成的四角区域是由四个与冷却风扇相切的圆弧划分出的四个扇形区域，风扇区域和所述风扇总成的四角区域放置有所述叶轮风速仪。示例性的，风扇总成的四角区域也可以是由四个与冷却风扇相切的四分之一圆弧，或者五分之一划分出的四个扇形区域，具体这里不做限定。在一实施方式中，风扇区域为一个圆形区域和两个环形区域组成的以圆形区域为中心的同心圆，圆形区域为位于所述同心圆中间最小的中心圆，同心圆以圆形区域为中心，同心圆的中心圆的半径为冷却风扇的轮毂半径，同心圆中的最大圆的半径为冷却风扇的叶尖半径，同心圆中其他圆的半径为冷却风扇的轮毂半径与叶尖半径的平均值。需要说明的是，上述风速测点的分布用于一个或多个冷却风扇的情况，也就是说风速分布测试系统中的冷却风扇为单风扇形式或双风扇形式，为了便于理解，本发明实施例以风扇总成为单冷却风扇和双冷却风扇为例进行说明。
若风扇总成中为单冷却风扇，也即包含一个冷却风扇的情况，则各风速测点位置如图2所示，单风扇总成的风速测量平面如图3所示，包括圆形区域a、环形区域b、环形区域c，以及e1、e2、e3、e4四个扇形区域。
例如，在单风扇总成中，风速测点O设置在冷却风扇圆形区域a的中心，风速测点A、D设置在环形区域b内，分别位于冷却风扇的上、下方，风速测点B、C设置在环形区域c内，分别位于冷却风扇的左、右，风速测点E1、E2、E3、E4分别设置在单风扇总成的四个扇形区域e1、e2、e3、e4中。
若风扇总成中为双冷却风扇，也即包含两个冷却风扇的情况，该风扇总成包含冷却风扇I和冷却风扇II，则各风速测点位置如图4所示，该双风扇总成的风速测量平面如图5所示，包括圆形区域aI、环形区域bI、环形区域cI、圆形区域aII、环形区域bII、环形区域cII，以及e1、e2、e3、e4四个扇形区域。
本实施例中仅提供了将风扇区域和风扇总成的四角区域划分风速测量平面的方法，在其他实施例中还有其它风速测量平面的划分方法以及风速测点的分布方式，在此不再赘述。
进一步地，如6所示，风速测点的位置通过如下方式确定，具体包括如下步骤：
S11：建立直角坐标系。
其中，每个风速测点的位置用对应的叶轮风速仪中心点在直角坐标系中的坐标表示，记为(x，y，z)，即每个风速测点的坐标就是对应叶轮风速仪中心点的坐标。
S12：根据散热器到冷却风扇的距离，确定各风速测点的x坐标值。
其中，x的数值以冷却风扇在实际应用中到散热器芯体的距离确定，在一些应用场景中，示例性的，x坐标值可默认为30mm。在本实施例中，所有风速测点的x坐标值相同。
进一步地，若所述冷却风扇为吹风式风扇，测点在所述冷却风扇下游，x坐标值为正；若所述冷却风扇为吸风式风扇，测点在所述冷却风扇上游，x坐标值为负。
S13：获取风扇总成及风扇区域以获得测量数据，测量数据包括风扇总成的高度与宽度，轮毂半径，叶尖半径，风扇总成的四角区域到冷却风扇的距离。
其中，为了便于理解该实施例，示例性的，各测量数据表示符号和计算单位(mm)如表1所示：
Figure BDA0002273440010000091
表1
S14：以冷却风扇中心点的位置作为目标测点，测量并记录目标测点的y坐标值Y、z坐标值Z。
在该实施例中，以冷却风扇中心点的作为目标测点，测量并记录目标测点坐标的y坐标值、z坐标值。
例如，当风速分布测试系统中的冷却风扇为单风扇形式时，在单风扇总成中，以单风扇总成的高H为直角坐标系的z轴，以单风扇总成的宽W为直角坐标系的y轴，目标测点O位于冷却风扇的中心，同时目标测点也位于单风扇总成的正中心，则目标测点O的y坐标值Y为W的二分之一、z坐标值Z为H的二分之一。
例如，当风速分布测试系统中的冷却风扇为双风扇形式时，双风扇包括冷却风扇I和冷却风扇II，以双风扇总成的高H为直角坐标系的z轴，以双风扇总成的宽W为直角坐标系的y轴，目标测点OI位于冷却风扇I的中心，标测点OII位于冷却风扇II的中心，此时，两个目标测点y坐标值与z坐标值根据冷却风扇在双风扇总成中的具体位置确定，y坐标值小于风扇总成的宽，z坐标值小于风扇总成的高。
S15：根据目标测点的y坐标值Y、z坐标值Z，以及测量数据计算各风速测点的y坐标值、z坐标值，以得到各个所述风速测点的位置。
在获得目标测点的具体y坐标值Y和在坐标值Z后，其他风速测点以目标测点作为参照坐标点，可以根据目标测点的具体y坐标值Y和在坐标值Z，来计算各个风速测点的y坐标值和z坐标值，从而根据上述所获得的x坐标值，来确定每一个风速测点的具体位置。
示例性的，各风速测点坐标的y坐标值、z坐标值的单位为mm。
其中，当风速分布测试系统中的冷却风扇为单风扇形式，单风扇总成的各风速测点的y、z的数值根据表2中的表达式进行计算：
Figure BDA0002273440010000111
表2
例如，在单风扇总成中，测量得到风速测点O的y坐标值为Y，z坐标值为Z，以风速测点O作为目标测点，计算其他风速测点的y坐标值、z坐标值。其中，以风速测点A和E1为例进行说明，其中，设风速测点A的位置为(xA，yA，zA),风速测点E1的位置为(xE，yE，zE)，则xA根据散热器到冷却风扇的距离确定，yA为Y，zA＝(Z+r+(R-r)/4)，r为冷却风扇的轮毂半径，R为冷却风扇的叶尖半径。风速测点E1的yE值为(min{L1,H/2}/2.4)，即选择单风扇总成左上角到风扇的距离L1和风扇总成高度H一半中最小的数值除以2.4，获得风速测点E1的yE值，风速测点E1的zE值为(H-min{L1,H/2}/2.4)，即单风扇总成高度H减去风速测点E1的yE值。
当风速分布测试系统中的冷却风扇为单风扇形式，则双风扇总成的各风速测点的y、z的数值根据表3中的表达式进行计算：
Figure BDA0002273440010000121
表3
例如，在双风扇总成中，测量得到风速测点OⅠ的y坐标值为YⅠ，z坐标值为ZⅠ，以风速测点OⅠ作为目标测点，计算其他风速测点的y坐标值、z坐标值。以风速测点A和E1为例进行说明，其中，设风速测点A的位置为(xA，yA，zA)，风速测点E1的位置为(xE，yE，zE)，位于风扇上方的风速测点AⅠ的yA值为YⅠ，zA值为(ZⅠ+rⅠ+(RⅠ-rⅠ)/4)，rⅠ为冷却风扇I的轮毂半径，RⅠ冷却风扇I的叶尖半径。风速测点E1的yE值为(min{L1,H/2}/2.4)，即选择双风扇总成左上角到风扇的距离L1和风扇总成高度H一半中最小的数值除以2.4，获得风速测点E1的yE值，风速测点E1的zE值为(H-min{L1,H/2}/2.4)，即双风扇总成高度H减去风速测点E1的yE值，获得风速测点E1的zE值。
需要说明的是，上述是以风速测点A和E1为例进行说明，对于单风扇和双风扇下的其他风速测点的位置，可以对应依据上述表2和表3进行确定，具体这里不一一举例说明。另外，本实施例中仅说明了通过直角坐标系来确定风速测点位置的方法，在其他实施例中，还有其它确定风速测点位置的方法，具体不做限定。
在一实施例中，可将叶轮风速仪上连续风速测量值的平均风速作为风速测量值。具体的，每一个叶轮风速仪在一段时间内按周期对风速进行连续采样，获得采样数据，然后对每一个所述叶轮风速仪连续采样的多个所述采样数据取平均值，该平均值则为该叶轮风速仪的风速测量值。例如，各风速测量点放入风速流动状态稳定后，各风速测点上对应的叶轮风速仪同时对风速进行测量，测量采样的周期不大于5s，连续采样时长不少于2min，各叶轮风速仪连续采样的采样数据的平均值作为各测点的风速测量值。
本实施例中仅说明了将叶轮风速仪上连续风速测量值的平均风速作为风速测量值的方法，在其他实施例中，还有其它计算风速测量值的方法，在此不再赘述。
S20：根据风速测量平面对应的所述风速测点测得的风速测量值计算风速分布测试结果。
每个风速测量平面的风速由该风速测量平面上的一个或者多个风速测点的风速测量值计算获得，该测试的风速分布测试结果至少包括所有的风速测量平面及其对应的风速测量结果。
进一步地，根据风速测量平面对应的风速测点测得的风速测量值计算风速分布测试结果，具体步骤如下：
S201：根据风速测量平面对应的风速测点测得的风速测量值计算风速测量平面的平均风速。
例如，计算各所述风速测量平面的多个风速测点上叶轮风速仪的平均风速，各平均风速则为对应为各风速测量平面的风速。例如，环形区域b内有两个风速测点BI、CI，BI、CI的风速测量值分别为8.1、8.3，则环形区域b的风速为8.2。
S202：根据风扇总成的风量、风扇总成的投影面积、风速测量平面的面积和平均风速计算区域f的风速，区域f为风扇总成的投影面积除风速测量平面之外的其他区域；
具体的，单风扇总成的各风速测量平面平均风速以及区域f风速的计算方法按照如下表4所示：
区域 风速
a U(O)
b [U(A)+U(D)]/2
c [U(B)+U(C)]/2
e<sub>1</sub> U(E<sub>1</sub>)
e<sub>2</sub> U(E<sub>2</sub>)
e<sub>3</sub> U(E<sub>3</sub>)
e<sub>4</sub> U(E<sub>4</sub>)
f [Q-∑<sub>ALL-f</sub>(U<sub>i</sub>S<sub>i</sub>)]/[S-∑<sub>ALL-f</sub>S<sub>i</sub>]
表4
例如，单风扇总成中，区域a的风速为目标测点O的风速U(O)，则区域b的风速为风速测点A的风速U(A)以及风速测点D的风速U(D)之和的二分之一，即区域b的风速为[U(A)+U(D)]/2。
表4中区域f的风速计算公式：[Q-∑ALL-f(UiSi)]/[S-∑ALL-fSi]。
其中，Q表示风扇总成的风量，是按照GB/T 1236进行冷却风扇性能试验所得到的，S表示风扇总成的投影面积，是风扇总成的高度H和宽度W的乘积，i表示风速测量平面，包括风扇区域和风扇总成的四角区域的各个区域，例如，i为：(a+b+c+e1+e2+e3+e4)，Ui表示i的平均风速，Si表示i的面积，ALL-f指的是除了区域f之外的所有其他区域，例如，除f之外的区域为i的面积，为：(a+b+c+e1+e2+e3+e4)。
∑ALL-f(UiSi)表示对i的平均风速与面积的乘积求和，例如，求和过程为：
Figure BDA0002273440010000151
Figure BDA0002273440010000152
∑ALL-fSi表示对i的面积求和。
则，区域f的风量为：风扇总成的风量Q减去风速测量平面的平均风速与面积的乘积之和；区域f的面积为风扇总成的投影面积S减去各风速测量平面的面积之和。
所以，将区域f的风量除以区域f的面积，即得到区域f的风速。
例如，当风扇总成为单风扇总成时，Q为3000，区域f的面积为：H·W-(a+b+c+e1+e2+e3+e4)，区域f的风量为：
Figure BDA0002273440010000153
Figure BDA0002273440010000154
区域f的风速为：区域f的风量除以区域f的面积。
具体的，双风扇总成的各风速测量平面平均风速以及区域f风速的计算方法按照下表5所示：
区域 风速
a<sub>Ⅰ</sub> U(O<sub>Ⅰ</sub>)
b<sub>Ⅰ</sub> [U(A<sub>Ⅰ</sub>)+U(D<sub>Ⅰ</sub>)]/2
c<sub>Ⅰ</sub> [U(B<sub>Ⅰ</sub>)+U(C<sub>Ⅰ</sub>)]/2
a<sub>Ⅱ</sub> U(O<sub>Ⅱ</sub>)
b<sub>Ⅱ</sub> [U(A<sub>Ⅱ</sub>)+U(D<sub>Ⅱ</sub>)]/2
c<sub>Ⅱ</sub> [U(B<sub>Ⅱ</sub>)+U(C<sub>Ⅱ</sub>)]/2
e<sub>1</sub> U(E<sub>1</sub>)
e<sub>2</sub> U(E<sub>2</sub>)
e<sub>3</sub> U(E<sub>3</sub>)
e<sub>4</sub> U(E<sub>4</sub>)
f [Q-∑<sub>ALL-f</sub>(U<sub>i</sub>S<sub>i</sub>)]/[S-∑<sub>ALL-f</sub>S<sub>i</sub>]
表5
例如，双风扇总成中，区域aⅠ的风速为目标测点OⅠ的风速U(OⅠ)，则区域bⅠ的风速为风速测点AⅠ的风速U(AⅠ)以及风速测点DⅠ的风速U(DⅠ)之和的二分之一，即区域bⅠ的风速为[U(AⅠ)+U(DⅠ)]/2。
表5中区域f的风速计算公式：[Q-∑ALL-f(UiSi)]/[S-∑ALL-fSi]。
其中，Q表示风扇总成的风量，是按照GB/T 1236进行冷却风扇性能试验所得到的，S表示风扇总成的投影面积，是风扇总成的高度H和宽度W的乘积，i表示风速测量平面，包括风扇区域和风扇总成的四角区域的各个区域，Ui表示区域i的平均风速，Si表示区域i的面积，ALL-f指的是除了区域f之外的所有其他区域，例如，除f之外的区域为：(aI+bI+cI+aII+bII+cII+e1+e2+e3+e4)。
∑ALL-f(UiSi)表示对i的平均风速与面积的乘积求和，即对风速测量平面的风量求和，∑ALL-fSi表示对i的面积求和。
则，区域f的风量为：风扇总成的风量Q减去风速测量平面的平均风速与面积的乘积之和；区域f的面积为风扇总成的投影面积S减去各风速测量平面的面积之和。所以，将区域f的风量除以区域f的面积，即得到区域f的风速。
双风扇区域f的风速计算原理如上述单风扇，具体不再赘述。
本实施例中，只提供了一种区域f的风速计算方式，在其他实施例中，还有其他计算方式，如区域f的面积为风扇总成的投影面积减去冷却风扇的面积和四角区域的面积，其中，在单风扇中，冷却风扇的面积为：π·叶尖半径的平方，此处不再赘述。
S203：根据区域f的风速和风速测量平面的平均风速获得风速分布测试结果。
风速分布测试结果包括了是整个风扇总成的风速结果，至少包括了区域f的风速和风速测量平面的风速。
本实施例中仅提供了根据各风速测量平面的风速测量值进行平均处理来获得风速分布测试结果的方法，在其他实施例中，还有其它计算风速分布测试结果方法，在此不再赘述。
本实施中，将冷却风扇划分为圆形区域a、环形区域b、环形区域c，并将风扇总成的四角区域划分为四个扇形区域e1、e2、e3、e4，综合考虑了风扇在风扇总成中各位置与流场形状之间的关系，为后续得到与实际流场形状更接近的风速分布结果奠定了基础；通过在各个风速测量平面上设置多个风速测点并放置相应的叶轮风速仪，来达到不均匀分布风扇测点的目的，以获得与实际流场更接近的风速测量结果，实现了对冷却风扇风速分布的标定，为车辆冷却风扇的选择提供依据。
本实例中，通过对各叶轮风速仪的测量值进行平均处理以获得各风速测点的风速测量值，然后对同一风速测量平面的所有风速测点的风速测量值进行处理，以获得该风速测量平面的风速，提高了测量结果的稳定性和准确性。
进一步地，在根据区域f的风速和风速测量平面的平均风速获得风速分布测试结果之后，根据风速分布测试结果编制测试报告，所述测试报告包括风速分布测试结果云图，单风扇总成风速分布测试结果云图如图7所示，双风扇总成风速分布测试结果云图如图8所示。
如图7和图8所示的风速分布测试结果云图，绘制方法如图9所示，具体包括如下步骤：
S31：在直角坐标系中，将各风速测量平面以及区域f绘制为图。
在直角坐标系中，将整个风扇总成的高和宽等比例缩放绘制为图，图的高和宽分别与风扇总成等比例对应，包括了各风速测量平面和区域f。
S32：将风速测量平面的平均风速填入图中对应的风速测量平面中，将区域f的风速填入图中的区域f。
将获得的各风速测量平面的平均风速数值和区域f的风速数值对应填入图中的相应区域，例如，区域a、b、c的平均风速数值分别为5.6、8.2、9.6，区域f风速数值为4.3，则将数值一一对应填入，如图7所示。
S33：根据平均风速和区域f的风速的大小，将图中的各风速测量平面以及区域f渲染成不同颜色，得到风速分布测试结果云图。
在将各区域的风速数值都对应填入图中后，按照数值的大小，将不同区域渲染成不同颜色，数值越大则区域颜色越深。需要说明的是，图7和图8中并未体现出上述颜色的变化。
本实施例通过将各风速测量平面区域以及风扇总成的投影面积除风速测量平面之外的区域f绘制为图，并将计算获得的各区域风速填入图中，最后再根据各区域风速的大小，将图中各区域渲染成不同深浅的颜色，使得风速测试结果一目了然。
本实施中，提出了一种基于上述实施例的基础上的风速测试结果表示方法。在其他实施例中，还有其它风速测试结果表示方法，在此不再赘述。
在一实施例中，提供了一种风速分布测试系统，风速分布测试系统包括控制器、叶轮风速仪和用于调试的冷却风扇，冷却风扇轴的垂直方向上设有风速测量平面，风速测量平面包括风扇区域和风扇总成的四角区域，风扇区域和风扇总的成四角区域分布有风速测点，叶轮风速仪放置在风速测点上，控制器用于实现上述实施例中的风速分布测试方法。
进一步地，在该风速分布测试系统中，风扇总成的四角区域为四个与冷却风扇相切的圆弧划分出的四个扇形区域。
进一步地，在该风速分布测试系统中，风扇区域为一个圆形区域和两个环形区域组成的以圆形区域为中心的同心圆，圆形区域为位于同心圆中间最小的中心圆，中心圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径，同心圆中的最大圆的半径为冷却风扇的叶尖半径，同心圆中其他圆的半径为冷却风扇的轮毂半径与叶尖半径的平均值。
关于风速分布测试系统的具体限定可以参见上文中对于风速分布测试方法的限定，在此不再赘述。上述风速分布测试系统中的控制器可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述控制器可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于控制器执行以上述的操作。
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，其内部结构图可以如图10所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的网络接口用于与外部服务器通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现上述风速分布测试方法。
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述风速分布测试方法。
本领域普通技术人员可以理解实现上述方法实施例中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，仅以上述控制器进行举例说明，实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能单元、模块完成，即将所述装置的内部结构划分成不同的功能单元或模块，以完成以上描述的全部或者部分功能。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种风速分布测试方法，其特征在于，所述风速分布测试方法应用于风速分布测试系统中，所述风速分布测试系统包括叶轮风速仪和用于调试的冷却风扇，所述冷却风扇轴的垂直方向上设有风速测量平面，所述风速测量平面包括风扇区域和风扇总成的四角区域，所述风扇区域和所述风扇总成的四角区域分布有风速测点，所述叶轮风速仪放置在所述风速测点上，所述方法包括：
通过各个所述叶轮风速仪对应测量各个所述风速测点的风速，获得各个所述风速测点对应的风速测量值；
根据所述风速测量平面对应的所述风速测点测得的所述风速测量值计算风速分布测试结果。
2.如权利要求1所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述根据所述风速测量平面对应的所述风速测点测得的所述风速测量值计算风速分布测试结果，包括：
根据所述风速测量平面对应的所述风速测点测得的所述风速测量值计算所述风速测量平面的平均风速；
根据所述风扇总成的风量、风扇总成的投影面积、所述风速测量平面的面积和所述平均风速计算区域f的风速，所述区域f为所述风扇总成的投影面积除所述风速测量平面之外的其他区域；
根据所述区域f的风速和所述风速测量平面的平均风速获得所述风速分布测试结果。
3.如权利要求2所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述根据所述风扇总成的风量、风扇总成的投影面积、所述风速测量平面的面积和所述平均风速计算区域f的风速，包括：
根据如下公式计算所述区域f的风速：
[Q-∑ALL-f(iSi)]/[S-∑ALL-fSi]；
其中，所述Q表示所述风扇总成的风量，是按照GB/T 1236标准进行冷却风扇性能试验所得到的，所述S表示所述风扇总成的投影面积，所述i表示所述风扇区域和风扇总成的四角区域的各个区域，所述Ui表示所述i的平均风速，所述Si表示所述i的面积，所述∑ALL-f(UiSi)表示对所述i的平均风速与面积的乘积求和，∑ALL-fSi表示对所述i的面积求和。
4.如权利要求3所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述风扇总成的四角区域为四个与所述冷却风扇相切的圆弧划分出的四个扇形区域。
5.如权利要求4所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述风扇区域为一个圆形区域和两个环形区域组成的以圆形区域为中心的同心圆，所述圆形区域为位于所述同心圆中间最小的中心圆，所述中心圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径，所述同心圆中的最大圆的半径为所述冷却风扇的叶尖半径，所述同心圆中其他圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径与叶尖半径的平均值。
6.如权利要求5所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述风速测点的位置用所述风速测点对应的所述叶轮风速仪的中心坐标(x，y，z)表示，各个所述风速测点的位置通过如下方式确定：
建立直角坐标系；
根据散热器到所述冷却风扇的距离，确定各所述风速测点的x坐标值；
获取所述风扇总成的四角区域及所述风扇区域的测量数据，所述测量数据包括所述风扇总成的高度与宽度，所述轮毂半径，所述叶尖半径，所述风扇总成的四角区域到所述冷却风扇的距离；
以所述冷却风扇中心点的位置作为目标测点，测量并记录所述目标测点的y坐标值、z坐标值；
根据所述目标测点的y坐标值、z坐标值，以及所述测量数据计算各所述风速测点的y坐标值、z坐标值，以得到各个所述风速测点的位置。
7.如权利要求6所述的风速分布测试方法，其特征在于，
若所述冷却风扇为吹风式风扇，所述风速测点在所述冷却风扇下游，所述x坐标值为正；
若所述冷却风扇为吸风式风扇，所述风速测点在所述冷却风扇上游，所述x坐标值为负。
8.如权利要求2-7任一项所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述根据所述区域f的风速和所述风速测量平面的平均风速获得所述风速分布测试结果之后，包括：
在直角坐标系中，将各所述风速测量平面以及所述区域f绘制为图；
将所述风速测量平面的平均风速填入所述图中对应的所述风速测量平面中，将所述区域f的风速填入所述图中的所述区域f；
根据所述平均风速和所述区域f的风速的大小，将所述图中的各所述风速测量平面以及所述区域f渲染成不同颜色，得到风速分布测试结果云图。
9.如权利要求1-7任一项所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述通过各个所述叶轮风速仪对应测量各个所述风速测点的风速，获得各个所述风速测点对应的风速测量值，包括：
通过每个所述叶轮风速仪在一段时间内按周期对每个所述风速测点的风速进行连续采样，获得采样数据；
对每个所述叶轮风速仪连续采样的多个所述采样数据取平均值，并将所述平均值作为叶轮风速仪对应的所述风速测量值，以获得各个所述风速测点对应的所述风速测量值。
10.如权利要求1-7任一项所述的风速分布测试方法，其特征在于，所述风速分布测试系统中的冷却风扇为单风扇形式或双风扇形式。
11.一种风速分布测试系统，其特征在于，所述风速分布测试系统包括控制器、叶轮风速仪和用于调试的冷却风扇，所述冷却风扇轴的垂直方向上设有风速测量平面，所述风速测量平面包括风扇区域和风扇总成的四角区域，所述风扇区域和所述风扇总的成四角区域分布有风速测点，所述叶轮风速仪放置在所述风速测点上，所述控制器用于实现如权利要求1-10任一项所述的风速分布测试方法。
12.如权利要求11所述的风速分布测试系统，其特征在于，所述风扇总成的四角区域为四个与所述冷却风扇相切的圆弧划分出的四个扇形区域。
13.如权利要求12所述的风速分布测试系统，其特征在于，所述风扇区域为一个圆形区域和两个环形区域组成的以圆形区域为中心的同心圆，所述圆形区域为位于所述同心圆中间最小的中心圆，所述中心圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径，所述同心圆中的最大圆的半径为所述冷却风扇的叶尖半径，所述同心圆中其他圆的半径为所述冷却风扇的轮毂半径与叶尖半径的平均值。
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Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393041A (zh) * 2008-11-06 2009-03-25 上海理工大学 风量检测方法
JP2010138865A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Panasonic Corp シーリングファン
CN101968494A (zh) * 2010-08-30 2011-02-09 海信（山东）空调有限公司 空调室外机用风速场测试装置及方法
CN202991558U (zh) * 2012-10-16 2013-06-12 东莞市科翔试验设备有限公司 一种风扇能效测试系统
JP2013217312A (ja) * 2012-04-10 2013-10-24 Sharp Corp プロペラファンおよびこれを備えた流体送り装置ならびにプロペラファンの成形用金型
CN105400915A (zh) * 2015-12-29 2016-03-16 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种定量评价高炉炉顶煤气流分布的方法及系统
CN105987817A (zh) * 2015-02-13 2016-10-05 广州汽车集团股份有限公司 乘用车冷却模块的匹配方法
CN106979802A (zh) * 2016-07-11 2017-07-25 深圳达实智能股份有限公司 地铁站台屏蔽门漏风量检测系统及方法
CN206671229U (zh) * 2017-03-29 2017-11-24 上海工程技术大学 一种用于模拟测试汽车模型隔热性能的系统
CN108386867A (zh) * 2018-01-18 2018-08-10 北京源深节能技术有限责任公司 旋流燃烧器二次风在线测量方法
CN108845158A (zh) * 2018-06-29 2018-11-20 倚世节能科技（上海）有限公司 风速测量装置、风阀以及风量调节系统
CN109765401A (zh) * 2019-01-22 2019-05-17 上海宽带技术及应用工程研究中心 机柜板卡风速测试方法及装置

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101393041A (zh) * 2008-11-06 2009-03-25 上海理工大学 风量检测方法
JP2010138865A (ja) * 2008-12-15 2010-06-24 Panasonic Corp シーリングファン
CN101968494A (zh) * 2010-08-30 2011-02-09 海信（山东）空调有限公司 空调室外机用风速场测试装置及方法
JP2013217312A (ja) * 2012-04-10 2013-10-24 Sharp Corp プロペラファンおよびこれを備えた流体送り装置ならびにプロペラファンの成形用金型
CN202991558U (zh) * 2012-10-16 2013-06-12 东莞市科翔试验设备有限公司 一种风扇能效测试系统
CN105987817A (zh) * 2015-02-13 2016-10-05 广州汽车集团股份有限公司 乘用车冷却模块的匹配方法
CN105400915A (zh) * 2015-12-29 2016-03-16 中冶赛迪工程技术股份有限公司 一种定量评价高炉炉顶煤气流分布的方法及系统
CN106979802A (zh) * 2016-07-11 2017-07-25 深圳达实智能股份有限公司 地铁站台屏蔽门漏风量检测系统及方法
CN206671229U (zh) * 2017-03-29 2017-11-24 上海工程技术大学 一种用于模拟测试汽车模型隔热性能的系统
CN108386867A (zh) * 2018-01-18 2018-08-10 北京源深节能技术有限责任公司 旋流燃烧器二次风在线测量方法
CN108845158A (zh) * 2018-06-29 2018-11-20 倚世节能科技（上海）有限公司 风速测量装置、风阀以及风量调节系统
CN109765401A (zh) * 2019-01-22 2019-05-17 上海宽带技术及应用工程研究中心 机柜板卡风速测试方法及装置

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘剑等: "基于LDA的均直巷道断面风速分布规律实验研究", 《中国安全生产科学技术》 *
刘剑等: "基于LDA的均直巷道断面风速分布规律实验研究", 《中国安全生产科学技术》, no. 12, 30 December 2015 (2015-12-30), pages 65 - 71 *
王婷婷等: "实验室排风柜面风速测试方法的对比研究及实验验证", 《建筑热能通风空调》 *
王婷婷等: "实验室排风柜面风速测试方法的对比研究及实验验证", 《建筑热能通风空调》, no. 02, 25 April 2013 (2013-04-25), pages 15 - 19 *

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