CN218156775U - 开口式风洞的环境风剖面模拟装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种开口式风洞的环境风剖面模拟装置，涉及船舶与海洋风模拟设备的技术领域，包括模拟平台、风阻隔件和导向件，所述模拟平台用于模拟供目标物放置的无滑移地貌环境，所述导向件固设于模拟平台，所述风阻隔件经由连接机构间隔可拆卸式固设于导向件，所述风阻隔件能够调整固设于导向件高度方向的位置，以调节风阻隔件的高度及疏密程度，供风流经风阻隔件的间隔形成所需的风剖面。从而能够在开口式风洞测试环境下根据所需风剖面与地面、海洋地貌环境特征模拟出开口式风洞不同测试段高度、不同风剖面的环境风模拟。

Description

开口式风洞的环境风剖面模拟装置

技术领域

本实用新型涉及船舶与海洋风模拟设备的技术领域，尤其涉及一种开口式风洞的环境风剖面模拟装置。

背景技术

随着大型邮轮、具有较高上建的特种船舶、海洋平台等海上船舶、建筑的不断发展，海平面以上部分的风载荷特点受到越来越多的关注，而风洞试验是作为风载荷测量的一种重要手段，根据测试段的不同，风洞可分开口式风洞及闭口式风洞两种主要形式，随着技术的发展，现在越来越多新的设备与技术可用于测量、可视化风场流动特征，如PIV、纹影仪等。常规中小型闭式风洞由于受到测试段尺寸限制，可视化测量设备难以布置测量，而开口式风洞因为测试段呈开放状态，可以将测量设备安置于测试段外。

中国发明专利CN201610379997.5公开了一种用于海洋工程模型试验的风场模拟装置，包括风机阵装置及测控系统，所述风机阵装置包括入口段、动力段、整流段、下弯收缩过渡段及稳定出口段，各段均由法兰相互连接，并在法兰连接处设有密封橡胶垫；所述测控系统包括稳定出口段的皮托管，动力段的风机组及电动机组，另外还包括外接微压差变送器，变频器，数据采集卡及工控机，所述稳定出口段的皮托管通过空心软管连接至外接微压差变送器输入端，所述微压差变送器输出端分别通过信号线与外接数据采集卡及工控机依次连接，所述外接数据采集卡通过导线分别与外接变频器、动力段的电动机组及风机组依次连接。

然而上述用于海洋工程模型试验的风场模拟装置采用风机阵装置对海洋环境风荷载进行模拟，风机阵装置包括入口段、动力段、整流段、下弯收缩过渡段及稳定出口段，然而风机阵装置的入口段、动力段、整流段及稳定出口段的形状均为等截面矩形筒体，因此不能在开口式风洞测试环境下模拟出风剖面与地面、海洋地貌等环境特征，导致无法满足开口式风洞不同测试段高度、不同风剖面的环境风模拟。

实用新型内容

有鉴于此，有必要提供一种开口式风洞的环境风剖面模拟装置，以解决现有技术中的风场模拟装置不能在开口式风洞测试环境下模拟出风剖面与地面、海洋地貌等环境特征，导致无法满足开口式风洞不同测试段高度、不同风剖面的环境风模拟的技术问题。

为达到上述技术目的，本实用新型的技术方案提供一种开口式风洞的环境风剖面模拟装置，包括模拟平台、风阻隔件和导向件，所述模拟平台用于模拟供目标物放置的无滑移地貌环境，所述导向件固设于模拟平台，所述风阻隔件经由连接机构间隔可拆卸式固设于导向件，所述风阻隔件能够调整固设于导向件高度方向的位置，以调节风阻隔件的高度及疏密程度，供风流经风阻隔件的间隔形成所需的风剖面。

在其中一个实施例中，还包括支撑件，所述模拟平台经由锁接机构可拆卸式固设于支撑件，所述模拟平台能够调整固设于支撑件高度方向的位置，以调节模拟平台的高度。

在其中一个实施例中，所述锁接机构包括两组设于模拟平台两侧的托架以及固设于托架前后两端的L型支架，所述L型支架经由紧固件与支撑件可拆卸式固接，所述托架设有台阶槽，所述台阶槽与托架两端的L型支架围合形成托放槽，所述模拟平台托置于托放槽。

在其中一个实施例中，所述紧固件包括连接螺栓和连接螺母，所述支撑件设有竖向排布的定位槽，所述L型支架设有与定位槽相对应的连接孔，所述连接螺栓穿设于连接孔和定位槽，所述连接螺栓与连接螺母螺接，供L型支架与支撑件固接。

在其中一个实施例中，所述支撑件包括横杆和固设于横杆两端的立杆，所述定位槽设于所述立杆，所述L型支架贴设于立杆的侧部。

在其中一个实施例中，所述立杆的下端设有底座，所述底座用于可拆卸式固设于开口式风洞测试段。

在其中一个实施例中，所述连接机构包括卡接件和锁定件，所述卡接件设于风阻隔件的相对两端，所述风阻隔件与位于其两端的卡接件固接，所述卡接件与导向件滑动连接，所述锁定件设于卡接件，所述锁定件设有可相对导向件移动的压紧端，所述锁定件的压紧端能够抵接于导向件，以切换卡接件与导向件的滑动连接和固接状态。

在其中一个实施例中，所述卡接件包括U型卡扣，所述锁定件包括锁定螺栓，所述导向件包括固设于模拟平台相对两侧的L型角钢，所述U型卡扣与L型角钢滑动相卡合，所述U型卡扣设有锁定螺孔，所述锁定螺栓与L型角钢的锁定螺孔螺接，所述压紧端为锁定螺栓的螺杆端部，所述锁定螺栓的螺杆端部能够抵接于L型角钢，以切U型卡扣与L型角钢的滑动连接状态和固接状态。

在其中一个实施例中，所述风阻隔件为条状格栅或板状格栅，所述设于风阻隔件两端的卡接件同时与至少一组风阻隔件的两端固接。

在其中一个实施例中，所述条状格栅包括钢丝格栅，所述钢丝格栅的两端与位于其两端的卡接件缠绕固接或焊合固接。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：本实用新型的开口式风洞的环境风剖面模拟装置可在开口式风洞测试段实现不同地形风剖面模拟，通常现有的开口式风洞测试环境只能模拟均匀风工况，而在开口式风洞测试段设置本装置后便可模拟环境风剖面，通过调节风阻隔件的高度及疏密程度，可起到对风的部分阻隔作用以控制风剖面的形状，从而能够在开口式风洞测试环境下根据所需风剖面与地面、海洋地貌环境特征模拟出开口式风洞不同测试段高度、不同风剖面的环境风和梯度风模拟。

附图说明

图1为本实用新型的示意图；

图2为图1中A处的局部放大示意图；

图3为本实用新型的分解示意图；

图4为图3中B1处的局部放大示意图；

图5为图3中B2处的局部放大示意图；

图6为风阻隔件的示意图；

图7为图6中C处的局部放大示意图。

具体实施方式

下面结合附图来具体描述本实用新型的优选实施例，其中，附图构成本申请一部分，并与本实用新型的实施例一起用于阐释本实用新型的原理，并非用于限定本实用新型的范围。

如图1至图5所示，本实用新型提供了一种开口式风洞的环境风剖面模拟装置，包括模拟平台10、风阻隔件20、导向件30和支撑件60，所述模拟平台10用于模拟供目标物40放置的无滑移地貌环境，所述导向件30固设于模拟平台10，所述风阻隔件20经由连接机构50间隔可拆卸式固设于导向件30，所述风阻隔件20能够调整固设于导向件30高度方向的位置，以调节风阻隔件20的高度及疏密程度，供风流经风阻隔件20的间隔形成所需的风剖面。

本实用新型的开口式风洞的环境风剖面模拟装置进行风洞测量试验时，将模拟平台10置于开口风洞测试段，将目标物40放置于模拟平台10，根据目标物40的高度以及所需的风剖面形状，通过连接机构50调整风阻隔件20于导向件30高度方向的位置，将风阻隔件20调整至与目标物40对应的高度，并调整风阻隔件20的疏密程度，风阻隔件20越密集，对流过此处风阻隔件20间隔的风的阻力越大，通过的风量越小，风速越低，风阻隔件20越稀疏，对流过此处风阻隔件20间隔的风的阻力越小，通过的风量越大，风速越高，根据此原理调整风阻隔件20的疏密程度，从而获得所需的风剖面形状，进而可在开口式风洞测试段实现不同地形风剖面模拟，通常现有的开口式风洞测试环境只能模拟均匀风工况，而在开口式风洞测试段设置本装置后便可以模拟环境风剖面，通过调节风阻隔件20的高度及疏密程度，可起到对风的部分阻隔作用以满足风剖面的实现。

模拟平台10用于模拟地貌、海平面等无滑移地貌环境，模拟平台10宽度略大于开口式风洞测试段截面宽度，长度略低于测试段长度。

所述风阻隔件20为条状格栅或板状格栅，在本实施例中条状格栅采用钢丝格栅。所述连接机构50的具体结构如下：所述连接机构50包括卡接件51和锁定件52，所述卡接件51设于风阻隔件20的相对两端，所述风阻隔件20与位于其两端的卡接件51固接，所述设于风阻隔件20两端的卡接件51同时与至少一组风阻隔件20的两端固接，所述钢丝格栅的两端与位于其两端的卡接件51缠绕固接或焊合固接。所述卡接件51与导向件30滑动连接，所述锁定件52设于卡接件51，所述锁定件52设有可相对导向件30移动的压紧端，所述锁定件52的压紧端能够抵接于导向件30，以切换卡接件51与导向件30的滑动连接和固接状态。更具体地，所述卡接件51包括U型卡扣，所述锁定件52包括锁定螺栓，所述导向件30包括固设于模拟平台10相对两侧的L型角钢，位于模拟平台10相对两侧的L型角钢之间的距离略大于风洞出风口宽度，所述U型卡扣与L型角钢滑动相卡合，所述U型卡扣设有锁定螺孔511，所述锁定螺栓与L型角钢的锁定螺孔511螺接，所述压紧端为锁定螺栓的螺杆端部，所述锁定螺栓的螺杆端部能够抵接于L型角钢，以切U型卡扣与L型角钢的滑动连接状态和固接状态。

所述模拟平台10经由锁接机构70可拆卸式固设于支撑件60，所述模拟平台10能够调整固设于支撑件60高度方向的位置，以调节模拟平台10的高度。

所述支撑件60包括横杆62和固设于横杆62两端的立杆61，所述立杆61的下端设有底座612，所述底座612用于可拆卸式固设于开口式风洞测试段。所述锁接机构70的具体结构如下：所述锁接机构70包括两组设于模拟平台10两侧的托架71以及固设于托架71前后两端的L型支架72，所述L型支架72经由紧固件与支撑件60可拆卸式固接，更具体地，所述紧固件包括连接螺栓74和连接螺母75，所述支撑件60设有竖向排布的定位槽611，所述定位槽设于所述立杆61，所述L型支架72贴设于立杆61的侧部，所述L型支架72设有与定位槽611相对应的连接孔721，所述连接螺栓74穿设于连接孔721和定位槽611，所述连接螺栓74与连接螺母75螺接，供L型支架72与支撑件60固接。所述托架71设有台阶槽，所述台阶槽与托架71两端的L型支架72围合形成托放槽73，所述模拟平台10托置于托放槽73。

使用本实用新型的开口式风洞的环境风剖面模拟装置进行风洞测量试验时具体步骤如下：

步骤1、根据开口风洞测试段高度、目标物40(在本实施例中，目标物40为船模)测试高度，确定模拟平台10高度，将L型支架72固定在对应高度的立杆61定位槽611处。

步骤2、将模拟平台10放置于托架71台阶槽与L型支架72围合形成的托放槽73内。

步骤3、根据初步预估的风剖面形状，布置安装风阻隔件20，在本实施例中，风阻隔件20采用钢丝格栅，将单根钢丝格栅两头分别采用缠绕的方式与U型卡扣固接，将锁定螺栓拧紧，使其螺杆端部抵接于L型角钢，以保证钢丝格栅处在绷直状态，若需风剖面对应高度风速较小，可以加密对应高度钢丝格栅，反之则将对应高度处的钢丝格栅相互之间的间隔扩大即可，调节方法主要包括：通过连接机构50调整钢丝格栅固设于导向件30高度方向的位置，以调节风阻隔件20的疏密程度；以及增加钢丝格栅与U型卡扣的组合数量，例如图6和图7所示，将一根钢丝格栅与一对U型卡扣的组合增加至三根钢丝格栅与一对U型卡扣的组合，以达到增加钢丝格栅密集程度的目的，进而增大对风的阻力，以减小此高度下的风速。

步骤4、根据步骤3布置的结果测试通过整个钢丝格栅组的风速沿高度的值，若是与目标风剖面的分布有差距，则重复步骤3的调节过程直至实际风剖面与目标风剖面吻合为止。

本实用新型的开口式风洞的环境风剖面模拟装置可在开口式风洞测试段实现不同地形风剖面模拟，通常现有的开口式风洞测试环境只能模拟均匀风工况，在开口式风洞测试段架设本装置后便可以模拟环境风剖面以及不同的地貌形式，通过调整模拟平台10相对于支撑件60的高度可以适配不同的风洞高度，通过调整钢丝格栅之间的间距(即疏密程度)以及格栅数量可起到对风的部分阻隔作用以满足风剖面的实现。本装置本身较为灵活，具有一定的可移动拆卸性，当不需要模拟风剖面或是地貌时可以方便拆卸收纳。

以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，包括模拟平台、风阻隔件和导向件，所述模拟平台用于模拟供目标物放置的无滑移地貌环境，所述导向件固设于模拟平台，所述风阻隔件经由连接机构间隔可拆卸式固设于导向件，所述风阻隔件能够调整固设于导向件高度方向的位置，以调节风阻隔件的高度及疏密程度，供风流经风阻隔件的间隔形成所需的风剖面。

2.根据权利要求1所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，还包括支撑件，所述模拟平台经由锁接机构可拆卸式固设于支撑件，所述模拟平台能够调整固设于支撑件高度方向的位置，以调节模拟平台的高度。

3.根据权利要求2所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述锁接机构包括两组设于模拟平台两侧的托架以及固设于托架前后两端的L型支架，所述L型支架经由紧固件与支撑件可拆卸式固接，所述托架设有台阶槽，所述台阶槽与托架两端的L型支架围合形成托放槽，所述模拟平台托置于托放槽。

4.根据权利要求3所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述紧固件包括连接螺栓和连接螺母，所述支撑件设有竖向排布的定位槽，所述L型支架设有与定位槽相对应的连接孔，所述连接螺栓穿设于连接孔和定位槽，所述连接螺栓与连接螺母螺接，供L型支架与支撑件固接。

5.根据权利要求4所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述支撑件包括横杆和固设于横杆两端的立杆，所述定位槽设于所述立杆，所述L型支架贴设于立杆的侧部。

6.根据权利要求5所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述立杆的下端设有底座，所述底座用于可拆卸式固设于开口式风洞测试段。

7.根据权利要求1至6任一项所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述连接机构包括卡接件和锁定件，所述卡接件设于风阻隔件的相对两端，所述风阻隔件与位于其两端的卡接件固接，所述卡接件与导向件滑动连接，所述锁定件设于卡接件，所述锁定件设有可相对导向件移动的压紧端，所述锁定件的压紧端能够抵接于导向件，以切换卡接件与导向件的滑动连接和固接状态。

8.根据权利要求7所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述卡接件包括U型卡扣，所述锁定件包括锁定螺栓，所述导向件包括固设于模拟平台相对两侧的L型角钢，所述U型卡扣与L型角钢滑动相卡合，所述U型卡扣设有锁定螺孔，所述锁定螺栓与L型角钢的锁定螺孔螺接，所述压紧端为锁定螺栓的螺杆端部，所述锁定螺栓的螺杆端部能够抵接于L型角钢，以切U型卡扣与L型角钢的滑动连接状态和固接状态。

9.根据权利要求7所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述风阻隔件为条状格栅或板状格栅，所述设于风阻隔件两端的卡接件同时与至少一组风阻隔件的两端固接。

10.根据权利要求9所述的开口式风洞的环境风剖面模拟装置，其特征在于，所述条状格栅包括钢丝格栅，所述钢丝格栅的两端与位于其两端的卡接件缠绕固接或焊合固接。

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