CN203376138U - 边界层风洞自动升降粗糙元装置 - Google Patents

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Inventor
马宁
陈作钢
任泽斌
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Institute Of Equipment Design & Test Technology Cardc
Shanghai Jiaotong University
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Abstract

本实用新型涉及边界层风洞自动升降粗糙元装置，包括升降平台，固定在升降平台上表面的粗糙元，连接在升降平台下表面的升降组件，该升降组件由减速机及电机、连接减速机的换向器以及连接换向器的升降机组成。与现有技术相比，本实用新型在启动电机之后能够实现螺旋升降机的同步运动，且定位精确，达到粗糙元整体连续运动的目的，可以实现粗糙元的连续自动升降，能够快速、精确控制，高效、广泛、准确地模拟各种不同地貌的流场。

Description

边界层风洞自动升降粗糙元装置
技术领域
本实用新型涉及一种边界层风洞中模拟大气边界层的被动模拟装，尤其是涉及一种边界层风洞自动升降粗糙元装置，能够高效、广泛、准确地模拟各种不同地貌的流场。
背景技术
在风洞中进行风工程试验时，速度边界层的模拟主要包括风速廓线和湍流结构的模拟。模拟方法可分为人工形成法和自然形成法。自然形成法是风洞试验段中利用粗糙表面自然发展生成湍流边界层，模拟比较真实，但是，这种方法要求风洞有很长的试验段，因此，一般采用人工形成法。
人工方法按照有无控制部件可以分为被动方法和主动方法两大类。主动模拟包括可控制运动机构，例如振动翼栅、变频调速风机阵列等，成本较高。被动模拟是利用挡板、尖劈和粗糙元等组合模拟不同地貌特征的平均风速和湍流度剖面，其中，尖劈的作用最明显，其大小、形状及数量对流场有较大影响，特别是对较高处的流场。挡板对增加湍流度作用十分明显，但挡板过高时，影响平均风速剖面的模拟，挡板高度过低则作用不明显。分布粗糙元对风速剖面的形成有较大影响，尖劈和挡板确定后，调整粗糙元大小和分布密度可得到欲模拟的风速剖面，但其影响的高度范围有限，只能增加流场下部的湍流度，对上部流场影响较小。
一般情况下模拟不同的地貌特征，采用尖劈、粗糙元的被动模拟方法需要人工调整尖劈、粗糙元的数量和布置形式，调整难度大，且精确性较差。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种能够使粗糙元高度自动连续变化，减少人工调整、试凑的工作量，提高对于不同地貌流场模拟的效率与精确性的边界层风洞自动升降粗糙元装置。
本实用新型的目的可以通过以下技术方案来实现：
边界层风洞自动升降粗糙元装置，包括：
升降平台，
固定在升降平台上表面的粗糙元；
连接在升降平台下表面的升降组件，该升降组件由减速机及电机、连接减速机的换向器以及连接换向器的升降机组成。
所述的换向器设有三个，所述的减速机及电机经梅花联轴器与设置在中间的换向器连接，该换向器两端分别通过柏森可伸缩万向联轴器与两侧的换向器连接，
所述的升降机设有四个，分别与两侧的换向器连接，换向器的输出轴通过梅花联轴器与一升降机连接，该升降机通过轴承经柏森可伸缩万向联轴器与另一升降机连接。
所述的升降组件呈对称的半框形结构，减速机及电机与四个升降机形成一拖四形式的升降组件。
所述的粗糙元经连接板及螺钉连接在升降平台的上表面。
所述的粗糙元根据不同的风洞试验布置连接在升降平台的上表面。
所述的升降机的顶部经销轴与升降平台连接。
与现有技术相比，本实用新型在启动电机之后能够实现螺旋升降机的同步运动，且定位精确，达到粗糙元整体连续运动的目的，可以实现粗糙元的连续自动升降，能够快速、精确控制，高效、广泛、准确地模拟各种不同地貌的流场。
附图说明
图1为本实用新型的主视结构示意图；
图2为本实用新型的侧视结构示意图
图3为图2中A-A面的剖视结构示意图；
图4为图2中I处的放大结构示意图；
图5为图2中II处的放大结构示意图。
图中，1为粗糙元，2为升降平台，3为升降机垫板，4为升降机，5为轴承，6为轴承垫板，7为L型脚座，8为减速机，9为电机，10为柏森可伸缩万向联轴器，11为梅花联轴器，12为换向器，13为螺钉，14为连接板，15为螺栓，16为连接支座，17为开口销，18为销轴。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本实用新型进行详细说明。
实施例
边界层风洞自动升降粗糙元装置，其结构如图1-2所示，包括升降平台2、固定在升降平台2上表面的粗糙元1以及连接在升降平台2下表面的升降组件。
升降组件的结构如图3所示，主要包括升降机4、换向器12、减速机8及电机9，换向器12设有三个，减速机8及电机9前端设置有L型脚座7，并经梅花联轴器11与设置在中间的换向器12连接，该换向器12的两端分别通过柏森可伸缩万向联轴器10与两侧的换向器12连接。升降机4设有四个，并设有升降机垫板3，升降机4呈对称分布，分别与两侧的换向器12连接，换向器12的输出轴通过梅花联轴器11与一升降机4连接，该升降机4通过轴承5经柏森可伸缩万向联轴器10与另一升降机4连接，为了保护轴承5，在轴承5上还设置有轴承垫板6。通过上述结构，升降组件呈对称的半框形结构，减速机8及电机9带动四个升降机4运动形成一拖四形式的升降组件，能够保证四台升降机4的同步性与升降平台的精确性。升降机4的顶部经螺栓15，连接支座16，开口销17，销轴18与升降平台2连接，如图5所示。粗糙元1经连接板14及螺钉13连接在升降平台2的上表面，如图4所示，粗糙元1可以根据不同的风洞试验布置连接在升降平台2的上表面。
本实用新型在升降平台2下设置升降机构，该机构是由一系列升降机4组成的同步升降平台，粗糙元1固定在该升降平台2之上，能够跟随其连续并精确地上下运动。升降机4采用对称加串联设置的形式，利用单台电机9驱动，通过多台换向器12、柏森可伸缩万向联轴器10等装置的连接，实现一系列螺旋升降机的同步运动。

Claims (6)

1.边界层风洞自动升降粗糙元装置，其特征在于，该装置包括：
升降平台；
固定在升降平台上表面的粗糙元；
连接在升降平台下表面的升降组件，该升降组件由减速机及电机、连接减速机的换向器以及连接换向器的升降机组成。
2.根据权利要求1所述的边界层风洞自动升降粗糙元装置，其特征在于，
所述的换向器设有三个，所述的减速机及电机经梅花联轴器与设置在中间的换向器连接，该换向器两端分别通过柏森可伸缩万向联轴器与两侧的换向器连接，
所述的升降机设有四个，分别与两侧的换向器连接，换向器的输出轴通过梅花联轴器与一升降机连接，该升降机通过轴承经柏森可伸缩万向联轴器与另一升降机连接。
3.根据权利要求2所述的边界层风洞自动升降粗糙元装置，其特征在于，所述的升降组件呈对称的半框形结构，减速机及电机与四个升降机形成一拖四形式的升降组件。
4.根据权利要求1所述的边界层风洞自动升降粗糙元装置，其特征在于，所述的粗糙元经连接板及螺钉连接在升降平台的上表面。
5.根据权利要求1或4所述的边界层风洞自动升降粗糙元装置，其特征在于，所述的粗糙元根据不同的风洞试验布置连接在升降平台的上表面。
6.根据权利要求1所述的边界层风洞自动升降粗糙元装置，其特征在于，所述的升降机的顶部经销轴与升降平台连接。
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