一种风洞制造技术

本发明专利技术涉及流体力学设备，具体涉及一种用于轨道车辆综合气候环境试验与空气动力学试验的风洞。该风洞包括洞体，所述洞体为环形流道，在洞体内设有用于产生气流的通风系统，所述洞体上还设置有环境模拟系统和空气动力学模拟系统；所述环境模拟系统用于控制所述洞体内的气候条件；所述空气动力学模拟系统用于使所述气流形成气动流场。该风洞不仅可以进行轨道交通车辆整车实车的气候环境试验，也可以进行轨道交通车辆缩比模型的空气动力学试验；在满足轨道车辆试验需求的基础上，还可以用于航空航天、汽车、建筑等领域的相关环境试验和空气动力学试验。

【技术实现步骤摘要】
一种风洞
本专利技术涉及流体力学设备，尤其涉及一种用于轨道车辆综合气候环境试验与空气动力学试验的风洞。
技术介绍
目前，气候环境的适应性是轨道交通车辆设计的主要考虑因素，而针对不同气候环境的试验测试能力是轨道车辆设计、优化、生产制造的重要保障。高低温、雨雪、积冰等恶劣气候环境对轨道车辆的安全、高效运行造成重大影响。在轨道车辆的设计过程中，需要采取有效措施，最大限度地消除恶劣气候条件对车辆运行所造成的不利影响，使其完全具有全天候运行功能。目前国内并没有针对轨道车辆进行综合气候环境试验的风洞。空气动力学性能是高速列车研发的主要考虑因素，气动性能试验是高速列车气动设计的重要手段，而风洞试验是高速列车气动设计的重要手段。数值计算、风洞实验、实车线路实验，已成为解决列车空气动力学问题的相互联系、相互补充和相互验证的三种手段。目前国内现有风洞多针对于航空航天、汽车、建筑等领域，并没有针对轨道车辆进行空气动力学试验的风洞。因此，针对以上不足，需要一种不仅可以进行轨道交通车辆整车实车的气候环境试验，也可以进行轨道交通车辆缩比模型的空气动力学试验的风洞。
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本专利技术要解决的技术问题是提供了一种风洞，使得不仅可以进行轨道交通车辆整车实车的气候环境试验，也可以进行轨道交通车辆缩比模型的空气动力学试验的风洞。(二)技术方案为了解决上述技术问题，本专利技术提供一种风洞，其包括洞体，所述洞体为环形流道，在洞体内设有用于产生气流的通风系统，所述洞体上还设置有环境模拟系统和空气动力学模拟系统；所述环境模拟系统用于控制所述洞体内的气候条件；所述空气动力学模拟系统用于使所述气流形成气动流场。其中，所述环境模拟系统包括温湿度调控单元、太能辐射单元和雨雪冰调控单元；所述温湿度调控单元包括温度调控机组、湿度调控机组和换热器，所述换热器位于洞体内，所述温度调控机组与换热器连接，用于调节洞体内的温度；所述湿度调控机组设置在洞体上，用于调节洞体内的湿度；所述太能辐射单元包括支架、传感器和多个辐射灯，所述多个辐射灯通过支架铰接在所述洞体的侧壁和顶部；所述传感器设置在所述洞体内，用于感测所述多个辐射灯产生的光强；所述雨雪冰调控单元包括造雪机组、水处理机组和喷射装置，所述喷射装置上设有多个喷头，所述多个喷头可移动地安装于洞体内，所述造雪机组和水处理机组分别与所述多个喷头连接。其中，所述环境模拟系统还包括轮轴驱动单元，所述轮轴驱动单元设置在洞体内，用于驱动待测轨道车辆的车轮旋转。其中，所述空气动力学模拟系统包括依次连接的收缩段、测试段和扩散段，所述收缩段、测试段和扩散段分别可移动地安装于洞体内，所述收缩段内设有旋转地板，所述旋转地板用于支撑并带动车辆缩比模型发生偏转。其中，所述收缩段、测试段和扩散段的底部分别设有滑轮；所述洞体内设有滑轨；所述滑轮安装在滑轨上。其中，所述旋转地板包括支撑板、转台、吸气装置和吹气装置；所述吸气装置和吹气装置分别安装在支撑板上；所述支撑板安装在转台上，并在转台带动下旋转；所述转台安装在收缩段上。其中，所述收缩段和扩散段的形状均为喇叭状或角锥状。其中，所述通风系统包括风机，所述风机位于洞体内。其中，所述洞体的拐角处分别设有导流片，在所述洞体内设有测试区域，所述环境模拟系统和空气动力学模拟系统共用所述测试区域，所述空气动力学模拟系统的试验段插入至所述测试区域内，并与所述环境模拟系统进行切换。其中，该风洞还包括操作平台，所述操作平台通过控制单元与所述通风系统、环境模拟系统和空气动力学模拟系统电连接。(三)有益效果本专利技术的上述技术方案具有以下有益效果：本专利技术风洞不仅可以进行轨道交通车辆整车实车的气候环境试验，也可以进行轨道交通车辆缩比模型的空气动力学试验；在满足轨道车辆试验需求的基础上，还可以用于航空航天、汽车、建筑等领域的相关环境试验和空气动力学试验；利用环境模拟系统可以高质量模拟不同风速、不同温湿度、太阳辐射、雨、雪、冰等自然界常见气候条件，综合度较高；利用空气动力学模拟系统在保证较高风速的基础上具有较高的气动流场品质。附图说明图1为本专利技术实施例的原理示意图；图2为本专利技术实施例环境模拟系统的示意图；图3为本专利技术实施例空气动力学模拟系统的示意图；图4为本专利技术实施例洞体为卧式的俯视图；图5为本专利技术实施例洞体为卧式的正视图；图6为本专利技术实施例洞体为立式的俯视图；图7为本专利技术实施例洞体为立式的正视图。其中，1：洞体；2：通风系统；3：环境模拟系统；4：空气动力学模拟系统；5：温湿度调控单元；6：太能辐射单元；7：雨雪冰调控单元；8：轮轴驱动单元；9：辅助能源单元；10：操作平台；11：控制单元；12：导流片；13：车辆缩比模型；41：收缩段；42：测试段；43：扩散段；44：滑轮；45：滑轨；46：支撑板；47：转台；51：温度调控机组；52：湿度调控机组；53：换热器；61：辐射灯；71：水处理机组；72：喷射装置。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不能用来限制本专利技术的范围。在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上；除非另有说明，“缺口状”的含义为除截面平齐外的形状。术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”、“前端”、“后端”、“头部”、“尾部”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专利技术和简化描述，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，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1所示，本实施例提供一种风洞，其包括洞体1、通风系统2、环境模拟系统3和空气动力学模拟系统4；洞体1为环形流道，通过通风系统2在洞体1内形成循环气流，通风系统2可以采用大型轴流风机及喷嘴组成，不仅可带动整个风洞空间内的气体流动及循环，还可满足在高低温环境下气流带动换热器的热、冷量循环的要求，以及满足雨雪等气候环境下的风速要求等。此外，通风系统2在满足各种气候条件下的风量、风速要求的同时，还能克服整个风洞整体的系统阻力。空气动力学模拟系统4用于使气流形成不同流场，以有效进行空气动力学试验；环境模拟系统3用于控制洞体1内的气候条件，可模拟不同的环境，例如：可模拟不同风速、不同温度、不同湿度、太阳辐射、降雨降雪、冻雨、积冰；具体而言，气候环境试验风速范围：0～350km/h；空气动力学试验风速范围：0～500km/h；温度范围：-50℃～+60℃；湿度范围：10％～98％；太阳辐射强度范围：200～1200W/m2；降雨强度范围：20～250mm/h。该风洞不仅可以进行轨道车辆单个气候环境下的试验测试，也可进行多个综合气候条件下的试验测试，如可以模拟温湿、湿热环境、高温加辐射环境、高寒加辐本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种风洞，包括洞体(1)，所述洞体(1)为环形流道，在洞体(1)内设有用于产生气流的通风系统(2)，其特征在于，所述洞体(1)上还设置有环境模拟系统(3)和空气动力学模拟系统(4)；所述环境模拟系统(3)用于控制所述洞体(1)内的气候条件；所述空气动力学模拟系统(4)用于使所述气流形成气动流场。

【技术特征摘要】
1.一种风洞，包括洞体(1)，所述洞体(1)为环形流道，在洞体(1)内设有用于产生气流的通风系统(2)，其特征在于，所述洞体(1)上还设置有环境模拟系统(3)和空气动力学模拟系统(4)；所述环境模拟系统(3)用于控制所述洞体(1)内的气候条件；所述空气动力学模拟系统(4)用于使所述气流形成气动流场；所述环境模拟系统(3)雨雪冰调控单元(7)，所述雨雪冰调控单元(7)包括造雪机组、水处理机组(71)和喷射装置(72)，所述喷射装置(72)上设有多个喷头，所述多个喷头可移动地安装于洞体(1)内，所述造雪机组和水处理机组(71)分别与所述多个喷头连接；所述洞体(1)的拐角处分别设有导流片(12)，在所述洞体(1)内设有测试区域，所述环境模拟系统(3)和空气动力学模拟系统(4)共用所述测试区域，所述空气动力学模拟系统(4)的试验段插入至所述测试区域内，并与所述环境模拟系统(3)进行切换。2.根据权利要求1所述的风洞，其特征在于，所述环境模拟系统(3)还包括温湿度调控单元(5)和太能辐射单元(6)；所述温湿度调控单元(5)包括温度调控机组(51)、湿度调控机组(52)和换热器(53)，所述换热器(53)位于洞体(1)内，所述温度调控机组(51)与换热器(53)连接，用于调节洞体(1)内的温度；所述湿度调控机组(52)设置在洞体(1)上，用于调节洞体(1)内的湿度；所述太能辐射单元(6)包括支架、传感器和多个辐射灯(61)，所述多个辐射灯(61)通过支架铰接在所述洞体(1)的侧壁和顶部；所述传感器设置在所述洞体(1)内，用于感测...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚明，梁建英，张志强，刘韶庆，陈大伟，王维斌，邓小军，崔洪举，
申请(专利权)人：南车青岛四方机车车辆股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37