CN114778065B - 一种风吹雪试验测试系统及其试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种风吹雪试验测试系统及其试验方法,属于雪工程、土木防灾减灾工程领域,包括风洞外的可控式颗粒集放一体化装置和风洞内的三维阵列式激光数采系统。解决了风吹雪试验时降雪颗粒的自动集放与高精度三维测量;可实现级配可控的降雪模拟、三维积雪形态的阵列式扫描采集及积雪质量输运的持续监测,为研究多种降雪条件下的风致雪漂试验提供了系统的测试装置和方法。
Description
技术领域
本发明属于雪工程、土木防灾减灾工程领域,具体涉及一种风吹雪试验测试系统及其试验方法。
背景技术
准确预测风致雪漂移积雪分布对结构设计具有重要意义。目前研究风致雪漂移的技术包括风洞试验、野外实测与数值模拟。野外实测对试验场地的环境要求比较严格,数值模拟方法在模拟湍流时,部分模型精度不够且有效性还需要通过现场观测与风洞试验验证。而风洞试验方式可以控制试验条件,满足主要相似参数,是一种可以接受的风致雪漂移积雪模拟方法,在一定程度上克服了野外实测的一些不足。因此一套完整的风吹雪试验测试装置系统及其试验方法变得格外重要。
为解决上述存在的问题,现有公开专利一种能模拟降雪过程的低能耗高效风洞(申请号201520060819.7)、风致颗粒物漂移的风洞试验设备(申请号202010598582.3)与一种自然降雪风洞模拟试验装置(申请号201810100202.1),以上专利为解决降雪模拟,均采用振动筛网技术,该技术通过筛网的振动实现颗粒物储存与释放,释放量则通过改变振动速度及筛网孔径进行调节,同时该技术解决了颗粒物堵塞问题;但此技术适用于较大风洞,同时在实施过程中易改变颗粒级配,且物料补充不便。
上述风吹雪试验相关专利解决的主要问题均是降雪模拟,未解决积雪堆积形态及输运等关键信息采集问题。目前风致雪漂移积雪形态还原,基本采用倾斜摄影技术进行三维还原,精度有限。
发明内容
本发明的目的在于提供一种风吹雪试验测试系统及其试验方法,可实现雪颗粒自动提升填充及定量释放;高精度还原积雪堆积形态并持续监测积雪质量输运,以解决目前风吹雪试验均是降雪模拟,未解决积雪堆积形态及输运等关键信息采集的问题。
为实现本发明目的,采用的技术方案为:一种风吹雪试验测试系统及其试验方法,包括风洞外的可控式颗粒集放一体化装置和风洞内的三维阵列式激光数采系统;
可控式颗粒集放一体化装置包括雪颗粒传送提升组件和雪颗粒释放箱,雪颗粒释放箱位于雪颗粒传送提升组件的出口与风洞顶部之间;雪颗粒释放箱包括储雪箱、控流开关和伸入风洞的分流漏斗,储雪箱具有上口和下口,下口处设置所述控流开关,分流漏斗对接在下口下端;
三维阵列式激光数采系统包括位于风洞内上部的积雪堆积形态阵列式扫描系统、和位于风洞内底部的积雪质量输运监测设备;积雪堆积形态阵列式扫描系统包括悬架、在悬架上滑动设置的方架、在方架上的激光阵列扫描装置和驱动激光阵列扫描装置转动的转动装置,激光阵列扫描装置包括夹具体、阵列在夹具体上的激光仪和驱动夹具体移动的驱动机构;
积雪质量输运监测设备包括包括建筑模型、荷载传递架及放置于风洞地面的质量传感器;荷载传递架放置于质量传感器上,建筑模型放置于荷载传递架上。
作为进一步可选方案,所述储雪箱内的上口处水平并排设置有多个滚筒,滚筒转动支承于储雪箱,滚筒为半圆状腔体。
作为进一步可选方案,所述控流开关包括两个相对设置的开合板和驱动两个开合板相对运动的开合机构,储雪箱的内壁固定有支撑开合板的多个撑杆;开合机构包括履带、固定于储雪箱的滑轨、分别与两个开合板固定的两个开合夹具、分别与两个开合夹具固定的两个异形夹具、两个固定于储雪箱的U形导轨,两个开合夹具分别与滑轨滑动配合,两U形导轨分别对应在履带的两侧,两个异形夹具的一端分别与两开合夹具固定,另一端分别具有啮合在履带两侧的啮合齿、并分别与两U形导轨滑动配合。
作为进一步可选方案,所述分流漏斗包括与储雪箱对接的U形斗口和排布在U形斗口下端的多个分流管。
作为进一步可选方案,所述悬架可调节固定在风洞的侧壁,方架上固定有圆形导轨装置,圆形导轨装置包括圆形导轨和滑动配合在圆形导轨上的多个圆弧滑块,转动装置固定于圆弧滑块、并通过圆弧滑块沿圆形导轨滑动设置。
作为进一步可选方案,所述转动装置包括固定于圆弧滑块的齿圈、与齿圈相啮合的动力齿轮;激光阵列扫描装置的所述驱动机构安装在圆弧滑块上。
作为进一步可选方案,所述驱动机构为滚珠丝杆机构,夹具体固定在滚珠丝杆机构的丝杆螺母上。
作为进一步可选方案,所述雪颗粒传送提升组件包括液压升降架、液压升降架上倾斜设置的传送箱、驱动传送箱传送的动力滚轴、支撑传送箱的支撑滚轴,传送箱通过动力滚轴和支撑滚轴安装于液压升降架上部,液压升降架底部设置有万向轮。
本发明还提供一种风吹雪试验测试系统的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.根据风洞试验研究的相似标准,确定以下参数:
②通过尖劈、锯齿形挡板、粗糙元对流场进行模拟,根据场地类别使接近气流为一个正确的风速坡面,且流场完全为粗糙流,同时需保证粗糙高度雷诺数大于30,具体计算式:
其中:u*t为阈值剪切速度;g为重力加速度;v为运动粘性系数;
③当粒子从粒子床喷射进入空气中后,需要保证粒子的运动轨迹相似,因此需要保证作用在粒子上的力相似,密度弗劳德数在模型和原型中保持恒定,公式如下:
其中:ρ为空气密度,ρs为粒子密度,d为粒子直径;
为了正确模拟顶板表面的剪应力分布,从而得到正确的侵蚀/沉积模式,还应该确保模型与原型之间积雪表面的剪切应力相似,表示为下式:
当粒子从粒子床喷射进入空气中后,需要保证粒子的运动轨迹相似,因此需要保证作用在粒子上的力相似,因此在模型和原型中需要惯性力与重力之比相似,表示为下式:
④降雪强度采用以下方式进行标定:
首先,待流场稳定后,打开控流开关,肉眼观测落雪大致区域,确定之后将降飘雪收集盒放置在降雪分布较均匀处,飘雪收集盒放置在荷载传递架上,从而可以实时监测飘雪收集盒内飘雪的质量;
其次,经过时间t后,即得到飘雪收集盒内积雪M-t曲线分布图,给定飘雪收集盒水平截面面积为Axy,飘雪收集盒内颗粒堆积密度为ρv,由此,计算得到该条件下降雪强度:S=M/(Axyρvt),通过调整控流开关打开大小,确定合适的降雪强度,并满足以下相似条件,具体表示为下式:
其中S为降雪强度,L为特征尺寸,ρ为空气密度;
S2.通过电脑端对积雪质量输运监测设备的质量传感器校零,并开始持续监测,直至试验结束;
S3.待流场稳定后,根据步骤S1中的参数打开控流开关,同时确定试验时间,并于电脑端设定控流开关关闭时间;试验期间,雪颗粒传送提升组件在试验期间不断向雪颗粒释放箱补充颗粒物,同时滚筒持续转动工作以保证颗粒级配不变;
S4.待关闭雪颗粒释放箱后,电脑端控制积雪堆积形态阵列式扫描系统对积雪堆积形态进行扫描,并通过自编译代码在电脑端对其进行三维还原。
本发明的有益效果是:采用阵列激光扫描装置高精度还原积雪三维形态,并通过积雪质量输运监测设备对积雪输运持续监测,从而形成一套完整的风吹雪试验测试装置系统,并提供有效的试验方法,利用颗粒物休止角使颗粒物在自重作用下落下,亦不会造成堵塞,同时采用分流漏斗对其进行分流,使得颗粒物空间分布更为均匀,并实现物料无间断补充,滚筒使颗粒物混合均匀,控制级配。解决了风吹雪试验时降雪颗粒的自动集放与高精度三维测量;可实现级配可控的降雪模拟、三维积雪形态的阵列式扫描采集及积雪质量输运的持续监测,为研究多种降雪条件下的风致雪漂试验提供了系统的测试装置和方法。
附图说明
为了更清楚地说明本发明的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解的是,下面描述中的附图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是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统安装至风洞的整体结构示意图;
图2是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中雪颗粒传送提升组件的分解图;
图3是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中颗粒释放箱的结构示意图;
图4是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中颗粒释放箱下端处的局部示意图;
图5是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中控流开关处的结构示意图;
图6是图5中A处放大图;
图7是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中控流开关的分解图;
图8是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中积雪堆积形态阵列式扫描系统的结构示意图;
图9是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中积雪堆积形态阵列式扫描系统的分解图;
图10是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中阵列式激光扫描装置的分解图;
图11是本发明实施例提供的风吹雪试验测试系统中积雪质量输运监测设备的分解图;
附图标记:1-可控式颗粒集放一体化装置,11-雪颗粒传送提升组件,111-传送箱,112-动力滚轴,113-支撑滚轴,114-液压升降架,115-万向轮,12-雪颗粒释放箱,121-储雪箱,1211-端板,1212-撑杆,1213-滚筒,122-控流开关,12201-滑轨,12202-开合板,12203-开合夹具,12204-异形夹具,12205-U形导轨,12206-履带,12207-转轴,12208-齿轮轴,123-分流漏斗,1231-U形斗口,1232-分流管,2-三维阵列式激光数采系统,20-积雪堆积形态阵列式扫描系统,21-悬架,211-方架,22-圆形导轨装置,221-圆形导轨,222-圆弧滑块,23-转动装置,231-齿圈,232-动力齿轮,24-激光阵列扫描装置,241-驱动机构,242-夹具体,243-激光仪,25-积雪质量输运监测设备,251-建筑模型,252-荷载传递架,253-质量传感器,3-风洞。
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得所有其他实施例,都属于本发明的保护范围。可以理解的是,附图仅仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。附图中显示的连接关系仅仅是为了便于清晰描述,并不限定连接方式。
需要说明的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件时,它可以是直接连接到另一个组件,或者可能同时存在居中组件。除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本发明。
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步阐述。
图1至图11示出了本发明提供的风吹雪试验测试系统,包括风洞3外的可控式颗粒集放一体化装置1和风洞3内的三维阵列式激光数采系统2;可控式颗粒集放一体化装置1包括雪颗粒传送提升组件11和雪颗粒释放箱12,雪颗粒释放箱12位于雪颗粒传送提升组件11的出口与风洞3顶部之间;雪颗粒释放箱12包括储雪箱121、控流开关122和伸入风洞3的分流漏斗123,储雪箱121具有上口和下口,下口处设置所述控流开关122,分流漏斗123对接在下口下端;三维阵列式激光数采系统2包括位于风洞3内上部的积雪堆积形态阵列式扫描系统20、和位于风洞3内底部的积雪质量输运监测设备25;积雪堆积形态阵列式扫描系统20包括悬架21、在悬架21上滑动设置的方架211、在方架211上的激光阵列扫描装置24和驱动激光阵列扫描装置24转动的转动装置23,激光阵列扫描装置24包括夹具体242、阵列在夹具体242上的激光仪243和驱动夹具体242移动的驱动机构241;积雪质量输运监测设备25包括包括建筑模型251、荷载传递架252及放置于风洞3地面的质量传感器253;荷载传递架252放置于质量传感器253上,建筑模型251放置于荷载传递架252上。
建筑模型251及荷载传递架252可根据试验需要,对其几何尺寸进行设计。通过方架211和转动装置23实现激光阵列扫描装置24整体的移动和转动,通过驱动机构241带动激光仪243阵列的进一步移动,实现高精度扫描采集。
储雪箱121内的上口处水平并排设置有多个滚筒,滚筒转动支承于储雪箱121,滚筒可由电机驱动,滚筒为半圆状腔体,滚筒的设置使颗粒物混合均匀,保证级配条件不变。分流漏斗123包括与储雪箱121对接的U形斗口1231和排布在U形斗口1231下端的多个分流管1232,分流管1232在储雪箱121下端实现对颗粒物的分流。
控流开关122包括两个相对设置的开合板12202和驱动两个开合板12202相对运动的开合机构,储雪箱121的内壁固定有支撑开合板12202的多个撑杆1212;开合机构包括履带12206、固定于储雪箱121的滑轨12201、分别与两个开合板12202固定的两个开合夹具12203、分别与两个开合夹具12203固定的两个异形夹具12204、两个固定于储雪箱121的U形导轨12205,两个开合夹具12203分别与滑轨12201滑动配合,两U形导轨12205分别对应在履带12206的两侧,两个异形夹具12204的一端分别与两开合夹具12203固定,另一端分别具有啮合在履带12206两侧的啮合齿、并分别与两U形导轨12205滑动配合。
履带12206的两端分别嵌于转轴12207和齿轮轴12208内,齿轮轴12208连接电机,转轴12207和电机均安装至储雪箱121的端板1211上。储雪箱121的下口也可设置多个,本实施例以两个为例,每个下口处设置一控流开关122,每个控流开关122有两个开合机构分别对应在两开合板12202的两端,驱动两个开合板12202相对运动,实现两开合板12202对下口大小的调节以及开闭作用。
两个开合夹具12203可为U形,夹持在开合板12202的端部并通过螺钉等方式与开合板12202固定,开合夹具12203与滑轨12201滑动配合,限制开合板12202的移动方向,异形夹具12204的一端与开合夹具12203固定,另一端与履带12206啮合、并嵌入U形导轨12205,通过履带12206带动两开合板12202开合,并由U形导轨12205作驱动导向。履带12206可贯穿储雪箱121的下部,两个U形导轨12205固定在储雪箱121内壁。每个开合板12202对应有多个撑杆1212支撑,使开合板12202在撑杆1212上稳定开合。
悬架21可调节固定在风洞3的侧壁,方架211上固定有圆形导轨221装置22,圆形导轨221装置22包括圆形导轨221和滑动配合在圆形导轨221上的多个圆弧滑块222,转动装置23固定于圆弧滑块222、并通过圆弧滑块222沿圆形导轨221滑动设置,沿周向滑动。转动装置23包括固定于圆弧滑块222的齿圈231、与齿圈231相啮合的动力齿轮232,动力齿轮232可为分布在齿圈231外的多个;激光阵列扫描装置24的驱动机构241安装在圆弧滑块222上。驱动机构241为滚珠丝杆机构,夹具体242固定在滚珠丝杆机构的丝杆螺母上。
雪颗粒传送提升组件11包括液压升降架114、液压升降架114上倾斜设置的传送箱111、驱动传送箱111传送的动力滚轴112、支撑传送箱111的支撑滚轴113,传送箱111通过动力滚轴112和支撑滚轴113安装于液压升降架114上部,液压升降架114底部设置有万向轮115。可根据实际情况在高度及角度上调节传送箱111;万向轮115使其能移至任意位置。
在该实施例中,该装置的主要规格参数为:储雪箱121内壁尺寸长0.8m,宽0.65m,高0.6m;控流开关122打开大小为0.002m;建筑模型尺寸为0.4m×0.4m×0.2m,试验时长为10分钟;
基于上述风吹雪试验测试系统的试验方法,操作步骤如下:
S1.根据风洞试验研究的相似标准,确定模型缩尺比,流场的模拟、雪颗粒释放箱12开口大小及其他相关参数,具体如下表所示:
重力加速度g取9.8m/s2;空气运动粘性系数v取1.45×10-5m2/s2。空气密度ρ取1.225kg·m-3;粒子直径d位于0.15mm~0.6mm。根据前述试验流程所述相似准则,其计算结果如下表所示:
模型参数:
粒子物理属性:
相似参数:
S2.通过电脑端对积雪质量输运监测系统的质量传感器253校零,并开始持续监测,直至试验结束。
S3.待流场稳定后,根据步骤S1中的参数打开控流开关122,同时确定试验时间,并于电脑端设定控流开关122关闭时间;试验期间,雪颗粒传送提升组件11在试验期间不断向雪颗粒释放箱12补充颗粒物,同时滚筒持续工作以保证颗粒级配不变。
S4.待关闭雪颗粒释放箱12后,电脑端控制积雪堆积形态阵列式扫描系统20对积雪堆积形态进行扫描,并通过自编译代码在电脑端对其进行三维还原。
本发明不局限于上述可选实施方式,任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品,但不论在其形状或结构上作任何变化,凡是落入本发明权利要求界定范围内的技术方案,均落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种风吹雪试验测试系统,其特征在于,包括风洞外的可控式颗粒集放一体化装置和风洞内的三维阵列式激光数采系统;
可控式颗粒集放一体化装置包括雪颗粒传送提升组件和雪颗粒释放箱,雪颗粒释放箱位于雪颗粒传送提升组件的出口与风洞顶部之间;雪颗粒释放箱包括储雪箱、控流开关和伸入风洞的分流漏斗,储雪箱具有上口和下口,下口处设置所述控流开关,分流漏斗对接在下口下端;
三维阵列式激光数采系统包括位于风洞内上部的积雪堆积形态阵列式扫描系统、和位于风洞内底部的积雪质量输运监测设备;积雪堆积形态阵列式扫描系统包括悬架、在悬架上滑动设置的方架、在方架上的激光阵列扫描装置和驱动激光阵列扫描装置转动的转动装置,激光阵列扫描装置包括夹具体、阵列在夹具体上的激光仪和驱动夹具体移动的驱动机构;
积雪质量输运监测设备包括包括建筑模型、荷载传递架及放置于风洞地面的质量传感器;荷载传递架放置于质量传感器上,建筑模型放置于荷载传递架上。
2.根据权利要求1所述的风吹雪试验测试系统,其特征在于,所述储雪箱内的上口处水平并排设置有多个滚筒,滚筒转动支承于储雪箱,滚筒为半圆状腔体。
3.根据权利要求1所述的风吹雪试验测试系统,其特征在于,所述控流开关包括两个相对设置的开合板和驱动两个开合板相对运动的开合机构,储雪箱的内壁固定有支撑开合板的多个撑杆;开合机构包括履带、固定于储雪箱的滑轨、分别与两个开合板固定的两个开合夹具、分别与两个开合夹具固定的两个异形夹具、两个固定于储雪箱的U形导轨,两个开合夹具分别与滑轨滑动配合,两U形导轨分别对应在履带的两侧,两个异形夹具的一端分别与两开合夹具固定,另一端分别具有啮合在履带两侧的啮合齿、并分别与两U形导轨滑动配合。
4.根据权利要求1所述的风吹雪试验测试系统,其特征在于,所述分流漏斗包括与储雪箱对接的U形斗口和排布在U形斗口下端的多个分流管。
5.根据权利要求1所述的风吹雪试验测试系统,其特征在于,所述悬架可调节固定在风洞的侧壁,方架上固定有圆形导轨装置,圆形导轨装置包括圆形导轨和滑动配合在圆形导轨上的多个圆弧滑块,转动装置固定于圆弧滑块、并通过圆弧滑块沿圆形导轨滑动设置。
6.根据权利要求5所述的风吹雪试验测试系统,其特征在于,所述转动装置包括固定于圆弧滑块的齿圈、与齿圈相啮合的动力齿轮;激光阵列扫描装置的所述驱动机构安装在圆弧滑块上。
7.根据权利要求1所述的风吹雪试验测试系统,其特征在于,所述驱动机构为滚珠丝杆机构,夹具体固定在滚珠丝杆机构的丝杆螺母上。
8.根据权利要求1所述的风吹雪试验测试系统,其特征在于,所述雪颗粒传送提升组件包括液压升降架、液压升降架上倾斜设置的传送箱、驱动传送箱传送的动力滚轴、支撑传送箱的支撑滚轴,传送箱通过动力滚轴和支撑滚轴安装于液压升降架上部,液压升降架底部设置有万向轮。
9.一种权利要求1-8中任一项所述风吹雪试验测试系统的试验方法,其特征在于,包括以下步骤:
S1.根据风洞试验研究的相似标准,确定以下参数:
②通过尖劈、锯齿形挡板、粗糙元对流场进行模拟,根据场地类别使接近气流为一个正确的风速坡面,且流场完全为粗糙流,同时需保证粗糙高度雷诺数大于30,具体计算式:
其中:u*t为阈值剪切速度;g为重力加速度;v为运动粘性系数;
③当粒子从粒子床喷射进入空气中后,需要保证粒子的运动轨迹相似,因此需要保证作用在粒子上的力相似,密度弗劳德数在模型和原型中保持恒定,公式如下:
其中:ρ为空气密度,ρs为粒子密度,d为粒子直径;
为了正确模拟顶板表面的剪应力分布,从而得到正确的侵蚀/沉积模式,还应该确保模型与原型之间积雪表面的剪切应力相似,表示为下式:
当粒子从粒子床喷射进入空气中后,需要保证粒子的运动轨迹相似,因此需要保证作用在粒子上的力相似,因此在模型和原型中需要惯性力与重力之比相似,表示为下式:
④降雪强度采用以下方式进行标定:
首先,待流场稳定后,打开控流开关,肉眼观测落雪大致区域,确定之后将飘雪收集盒放置在降雪分布较均匀处,飘雪收集盒放置在荷载传递架上,从而可以实时监测飘雪收集盒内飘雪的质量;
其次,经过时间t后,即得到飘雪收集盒内积雪M-t曲线分布图,给定飘雪收集盒水平截面面积为Axy,飘雪收集盒内颗粒堆积密度为ρv,由此,计算得到该条件下降雪强度:S=M/(Axyρvt),通过调整控流开关打开大小,确定合适的降雪强度,并满足以下相似条件,具体表示为下式:
其中S为降雪强度,L为特征尺寸,ρ为空气密度;
S2.通过电脑端对积雪质量输运监测设备的质量传感器校零,并开始持续监测,直至试验结束;
S3.待流场稳定后,根据步骤S1中的参数打开控流开关,同时确定试验时间,并于电脑端设定控流开关关闭时间;试验期间,雪颗粒传送提升组件在试验期间不断向雪颗粒释放箱补充颗粒物,同时滚筒持续转动工作以保证颗粒级配不变;
S4.待关闭雪颗粒释放箱后,电脑端控制积雪堆积形态阵列式扫描系统对积雪堆积形态进行扫描,并通过自编译代码在电脑端对其进行三维还原。
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Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104614146A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-05-13 | 天津大学 | 一种能模拟降雪过程的低能耗高效风洞 |
CN106017850A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种户外风致雪飘移的试验装置 |
CN107655653A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-02 | 重庆交通大学 | 一种研究积雪漂移的风洞 |
CN108088644A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-05-29 | 同济大学 | 一种适用于低流动性颗粒的模拟降雪的风洞实验装置 |
CN108181075A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-06-19 | 西南交通大学 | 一种自然降雪风洞模拟试验装置 |
-
2022
- 2022-03-07 CN CN202210217338.7A patent/CN114778065B/zh active Active
Patent Citations (5)
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CN104614146A (zh) * | 2015-01-28 | 2015-05-13 | 天津大学 | 一种能模拟降雪过程的低能耗高效风洞 |
CN106017850A (zh) * | 2016-07-29 | 2016-10-12 | 哈尔滨工业大学 | 一种户外风致雪飘移的试验装置 |
CN107655653A (zh) * | 2017-10-10 | 2018-02-02 | 重庆交通大学 | 一种研究积雪漂移的风洞 |
CN108088644A (zh) * | 2017-11-08 | 2018-05-29 | 同济大学 | 一种适用于低流动性颗粒的模拟降雪的风洞实验装置 |
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