降低支撑面边界层气流影响的方法及车辆风洞试验平台技术

本发明专利技术公开了一种降低支撑面边界层气流影响的方法及车辆风洞试验平台，通过选择直径为待研究车辆模型车身长度2.6倍的圆形转盘作为支撑转盘并采用支撑架将支撑转盘抬离地面0.5m的高度，可有效减少边界层，控制了设备的布置成本及运行的能源消耗，另外可变直径的支撑转盘上安装有轴距和轮距调节结构，使得本发明专利技术涉及方法及试验平台可适应不同类型车辆模型的研究，提高设备的通用性。

【技术实现步骤摘要】
降低支撑面边界层气流影响的方法及车辆风洞试验平台
本专利技术涉及车辆风洞试验设备领域，具体涉及一种可降低支撑面边界层气流影响的方法以及基于该方法应用的可满足多种尺寸车辆模型试验需求的车辆风洞试验平台。
技术介绍
风洞试验是当今车辆制造行业用于研究并改善车辆空气动力学特性的常规手段，通过此试验可以让我们更直观的观察了解车辆周围复杂的流场变化。风洞试验一般是在设备中放置车辆模型来获得试验数据，在车辆风洞试验中，带有支撑转盘的试验平台作为模型支撑的关键设备，其不仅要能稳定支撑车辆模型，同时还要能带动车辆模型完成高精度旋转，以获得不同横摆角工况的试验数据。现有的风洞试验平台一般都要花费近百万购进大量相关设备并进行组装，诸如转盘系统（包括支撑转盘）、边界层抽吸装置等，其中支撑转盘前端往往会开设一排抽吸孔，抽吸孔内部与边界层抽吸装置相连，通过抽吸装置使抽吸孔内形成负压，利用负压将支撑转盘前端的边界层（作用于试验平台的气流会产生速度梯度进而形成边界层）抽走，消除边界层影响。虽然抽吸装置可解决边界层问题，但是购买抽吸装置并对支撑转盘进行定制加工建设成本较高，另一方面，现有的支撑转盘尺寸固定，无法改变，在进行大尺寸车辆试验时，需要重新加工连接装置，可能造成抽吸效果变化，试验时也可能存在忘记设置抽吸装置进而导致试验测定数据不准确等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于提供一种不采用抽吸装置却也能降低支撑面边界层气流影响的方法，并基于该方法提供一种结构简单，减少边界层抽吸装置布置却同样能消除边界层的车辆风洞试验平台，进一步，该车辆风洞试验平台还可以适应不同尺寸的车辆模型，车辆模型流场研究过程因未安装有抽吸装置，可降低设备运行的能源消耗，控制设备布置成本。为解决上述技术问题，本专利技术的技术解决方案是：一种降低支撑面边界层气流影响的方法，选择直径为待研究车辆模型车身长度2.6倍的圆形转盘作为支撑转盘，在支撑转盘下方布置从底部托举所述支撑转盘的支撑架，所述支撑架将所述支撑转盘抬离地面高度为0.5m，支撑转盘的外径要求及抬离地面高度要求可减小支撑面边界层气流影响，所述支撑转盘底面同心设有圆形轨道，可设有多个圆形轨道，所述支撑架包括可沿所述支撑转盘径向平移的复数根支撑柱，因此，支撑柱可分布在可变直径大小的圆形轨迹内，支撑柱分布与上述不同圆形轨道相对应，所述支撑柱顶部滑动连接在所述圆形轨道上。较佳的，所述支撑转盘包括一位于中心的驱动盘和复数个外径不同的环形拓展盘，所述环形拓展盘内径均和所述驱动盘直径相匹配，所述环形拓展盘的外径为不同待研究车辆模型车身长度的2.6倍，根据待研究车辆模型身长选择外径合适的环形拓展盘套接并固定在所述驱动盘外形成所述支撑转盘。较佳的，选择横截面为水滴状的竖直杆体作为支撑柱，根据圆形轨道半径，将支撑柱均匀分布在圆形轨道投影上，调整支撑柱使其圆弧柱面统一朝向风的下游处，进而减少支撑柱对气流的干扰与影响；在所述支撑柱上端固定连接滑块，并将所述滑块嵌入所述圆形轨道内。采用上述方法的一种车辆风洞试验平台，其包括支撑转盘和从底部托举所述支撑转盘的支撑架，所述支撑转盘包括一位于中心的驱动盘和复数个外径不同的环形拓展盘，所述环形拓展盘内径均和所述驱动盘直径相匹配，所述环形拓展盘可以套接并固定在所述驱动盘外，所述支撑转盘的直径为待研究车辆模型车身长的2.6倍，所述环形拓展盘底面同心设有圆形轨道，所述支撑架包括可沿所述支撑转盘径向平移的复数根支撑柱，所述支撑柱的高度为0.5m，所述支撑柱顶部均滑动连接在所述圆形轨道上。较佳的，所述支撑转盘上表面上安装有用于将不同类型车辆模型固定在所述支撑转盘上的轴距和轮距调节机构。较佳的，所述轴距和轮距调节机构包括滑动连接在所述支撑转盘上的车轮固定架和为车轮固定架滑动提供限位的固定架导轨，所述固定架导轨包括穿过支撑转盘圆心的中心导轨和对称分布在所述中心导轨两侧的侧导轨，所述车轮固定架通过一平面四联杆安装在固定架导轨上且在平面四联杆的位置限制下在固定架导轨上滑动。较佳的，所述支撑柱的横截面为水滴状，减少气流阻力。较佳的，所述支撑架还包括水平安装在地面的伸缩臂组，所述伸缩臂组由多根伸缩臂辐射状组合形成，所述伸缩臂的外端对应固定连接在所述支撑柱下端。较佳的，所述支撑转盘下方固定安装有驱动所述驱动盘转动的驱动电机，所述驱动电机的输出端竖直朝上并固定连接一驱动齿轮，所述驱动盘下表面固定连接一传动齿轮，所述传动齿轮与所述驱动齿轮相互啮合。较佳的，所述支撑柱上端固定连接有滑块，所述滑块嵌入所述圆形轨道内，支撑转盘转动时，滑块起支撑与限位作用。采用上述方案后，本专利技术具有以下优势：1．本专利技术对支撑转盘直径进行控制，未布置抽吸装置却同样可以减小支撑面边界层气流影响，降低了设备运行的能源消耗，控制了设备布置成本。2．本专利技术针对不同车型需要采用不同直径支撑转盘，不合适的支撑转盘将影响试验开展，因此可避免因忘记设置抽吸装置而导致测定数据不准确等问题发生。3．采用可变直径支撑转盘对待研究车辆模型进行支撑，并结合轴距和轮距调节结构，使得本专利技术涉及装置可适应不同类型车辆模型的研究，提高设备的通用性。附图说明图1是本专利技术立体图；图2是本专利技术支撑转盘截面图；图3是图1部分结构细节图；图4是本专利技术俯视图；图5是本专利技术仰视图图6本专利技术另一角度立体图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详述。实施例一：本专利技术所揭示的是一种车辆风洞试验平台，如图1-6所示，为本专利技术的较佳实施例，如图1所示，试验平台包括支撑转盘1和从底部托举支撑转盘1的支撑架2，车辆模型置于支撑转盘1上，通过控制车辆模型迎风角度及风力大小，获取并研究不同环境状态下车辆模型周围流体数据。为满足不同尺寸车辆模型的试验需求，设计支撑转盘1包括一位于中心的驱动盘11和复数个外径不同的环形拓展盘12，环形拓展盘12内径均和驱动盘11直径相匹配，选择任一环形拓展盘12可以套接并固定在驱动盘11外形成不同大小的支撑转盘1，进而满足不同类型车辆模型的试验需求。具体的，如图2所示，驱动盘11侧面可以选择台阶状或斜面，环形拓展盘12内径侧面为与驱动盘11侧面相匹配的台阶状或斜面，本实施例中二者采用斜面进行对接组成支撑转盘1。由于边界层抽吸装置投入较高，而为了解决支撑转盘1边界层气流影响问题，专利技术人提出可以通过抬高支撑转盘1高度并控制支撑转盘1直径与待研究车辆模型车身长度的比例来实现与抽吸装置相同的效果。专利技术人研究了车辆模型迎风时周围动能分布云图发现，边界层之所以会对试验结果造成干扰是因为支撑转盘相比实际地面较小，当支撑转盘直径较小时，支撑架的尾流将会严重影响车辆模型尾部气流，车辆模型尾涡与支撑架尾涡的相互作用与相互干涉都会改变汽车尾部流场，进而导致气动力发生变化。专利技术人进一步分析，当改变支撑转盘直径时，会影响车辆模型前端气流方向、车底流速分布和尾涡形态，通过对比发现，存在一个合理的支撑转盘直径，支撑架对车辆模型周围流场的干扰最小，车辆模型周围流场与实际情况相符合，气动力系数接近实际值，而这合理的支撑转盘直径为车辆模型车身长度的2.6倍，此时气动力系数计算值与风洞试验值偏差最小，可控制在5%以内。针对当前常见类型车辆，例如，小型轿车一般车长为4.2-4.5m，S本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种降低支撑面边界层气流影响的方法，其特征在于：选择直径为待研究车辆模型车身长度2.6倍的圆形转盘作为支撑转盘，在支撑转盘下方布置从底部托举所述支撑转盘的支撑架，所述支撑架将所述支撑转盘抬离地面的高度为0.5m，所述支撑转盘底面同心设有圆形轨道，所述支撑架包括可沿所述支撑转盘径向平移的复数根支撑柱，所述支撑柱顶部滑动连接在所述圆形轨道上。

【技术特征摘要】
1.一种降低支撑面边界层气流影响的方法，其特征在于：选择直径为待研究车辆模型车身长度2.6倍的圆形转盘作为支撑转盘，在支撑转盘下方布置从底部托举所述支撑转盘的支撑架，所述支撑架将所述支撑转盘抬离地面的高度为0.5m，所述支撑转盘底面同心设有圆形轨道，所述支撑架包括可沿所述支撑转盘径向平移的复数根支撑柱，所述支撑柱顶部滑动连接在所述圆形轨道上。2.根据权利要求1所述的降低支撑面边界层气流影响的方法，其特征在于：所述支撑转盘包括一位于中心的驱动盘和复数个外径不同的环形拓展盘，所述环形拓展盘内径均和所述驱动盘直径相匹配，所述环形拓展盘的外径为不同待研究车辆模型车身长度的2.6倍，选择外径合适的环形拓展盘套接并固定在所述驱动盘外形成所述支撑转盘。3.根据权利要求1所述的降低支撑面边界层气流影响的方法，其特征在于：选择横截面为水滴状的竖直杆体作为支撑柱，根据圆形轨道半径，将支撑柱均匀分布在圆形轨道投影上，调整支撑柱使其圆弧柱面统一朝向风的下游处；在所述支撑柱上端固定连接滑块，并将所述滑块嵌入所述圆形轨道内。4.一种车辆风洞试验平台，包括支撑转盘和从底部托举所述支撑转盘的支撑架，其特征在于：所述支撑转盘包括一位于中心的驱动盘和复数个外径不同的环形拓展盘，所述环形拓展盘内径均和所述驱动盘直径相匹配，所述环形拓展盘可以套接并固定在所述驱动盘外，所述支撑转盘的直径为待研究车辆模型车身长的2.6倍，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：袁志群，何增煌，黄晓梅，冯宗昌，
申请(专利权)人：厦门理工学院，
类型：发明
国别省市：福建,35