本发明专利技术涉及风洞试验技术领域，尤其涉及一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置,包括风洞，所述风洞包括第一试验段、过渡段和第二试验段，且所述第一试验段和所述第二试验段通过所述过渡段连通，还包括风量控制装置和导流装置；所述风量控制装置设置于所述第一试验段内，所述第一试验段的侧壁上设有风洞开孔，所述风量控制装置用于调节风洞开孔的开口度；所述导流装置设置于所述第一试验段内，且所述导流装置位于所述风洞开孔靠近所述过渡段的一侧，所述导流装置用于调节气流进入第二试验段的风速，本装置结构简单，操作方便，解决了现有的风洞只能调整风速，不能调整风量的大小模拟下击暴流气流变化的问题。下击暴流气流变化的问题。下击暴流气流变化的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置
[0001]本专利技术涉及风洞试验
，尤其涉及一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置。
技术介绍
[0002]在全球气候逐年恶化的背景下，下击暴流风灾频发，据统计每年在全球范围内发生的下击暴流约有1500万次，我国西南地区是下击暴流分布最广的区域，发生下击暴流时对其作用半径内的建筑物、交通设施和输电塔体系等结构产生了严重破坏，下击暴流具有非平稳、非均匀及不可预测等特点，其影响范围是区域性的，持续时间通常较短。
[0003]大跨度桥梁通常是线路中的咽喉部分，承担着促进经济互联互通、保障人员流动的重任，随着铁路和公路向复杂艰险山区等极端环境延伸，在强风区的大跨度桥梁逐渐增多，抗风性能已成为大跨度桥梁的动力设计的控制性因素。下击暴流等特异风不仅影响桥梁的安全性，还影响行车安全。
[0004]现有的桥梁抗风设计规范和风洞试验技术多基于稳态流入和准稳态空气动力学的基本假设，但对于下击暴流等特异风则较难模拟，特异风具有非平稳、非均匀等特点，采用主动风洞模拟是主要的手段之一，该方法通常模拟下击暴流发展变化的整个过程，但受风洞尺寸的影响，对于桥梁模型而言通常缩尺比较小，且主动风洞的造价高。
[0005]另一类仅模拟方法在常规边界层风洞中，模拟下击暴流出流过程，主要有两种方式：一是利用壁面射流原理，通过在风洞底部产生额外的壁面风速并辅以衔接处的导流板作用形成一个随高度变化的“鼻型”风剖面；二是利用导流板改变风向的原理，通过安装在入风口与试验段的多翼栅装置使水平气流下行，调节翼旋转角度能够改变转盘处风速从而模拟下击暴流出流风速时程，第一种装置虽然可以产生下击暴流出流风剖面，但是不能有效模拟下击暴流充分发展后风速的时变特性，相当于仅满足了非均匀风场的模拟，受风洞试验尺寸的影响，该方法要求模型缩尺比通常较小；第二种装置能够模拟下击暴流的非平稳特性，但不能有效模拟下击暴流的空间分布特性，且上下转动的导流板易改气流风攻角，得到是紊流场，模型缩尺比仍小。
[0006]主动风洞本质是通过控制风机转速来调整风量，以实现非平稳风场的模拟。而在常规风洞中，通过转动导流板虽然也能实现风速的调整，但其风量是不变的，且仅能在因此对于模拟起始风速较低的情况的突发非平稳大风较为困难的，在常规风洞中，采用主动装置正确模拟非平稳风场对于分析山区桥梁风效应具有更大的工程意义。
[0007]综上所述，目前亟需一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置，解决常规的风洞不能通过调整风量变化模拟下击暴流的问题。
技术实现思路
[0008]本专利技术的目的在于：针对现有的风洞只能调整风速，不能调整风量的大小模拟下击暴流气流变化的问题，提供一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置。
[0009]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为：
[0010]一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置，包括风洞，所述风洞包括第一试验段、过渡段和第二试验段，且所述第一试验段和所述第二试验段通过所述过渡段连通，还包括风量控制装置和导流装置；所述风量控制装置设置于所述第一试验段内，所述第一试验段的侧壁上设有风洞开孔，所述风量控制装置用于调节风洞开孔的开口度；所述导流装置设置于所述第一试验段内，且所述导流装置位于所述风洞开孔靠近所述过渡段的一侧，所述导流装置用于调节气流进入第二试验段的风速。
[0011]将用于测试的节段模型放置于第二试验段内，第一试验段的侧壁上设有风洞开孔，导流装置设置于所述第一试验段内，且所述导流装置位于所述风洞开孔靠近所述过渡段的一侧，气流沿第一试验段进入风洞内，部分气流沿风洞开孔流出，剩余部分气流经过导流装置进入第二试验段内，作用于节段模型上进行风洞试验，风量控制装置设置于所述第一试验段内，风量控制装置通过调节风洞开孔的大小，控制沿风洞开孔流出的风量，进而达到调整进入第二试验段风量的目的，本装置结构简单，操作方便，通过导流装置调整风速，风量控制装置与风洞开孔配合调整进入第二试验段的风量，解决了现有的风洞只能调整风速，不能调整风量的大小模拟下击暴流气流变化的问题。
[0012]优选的，所述风量控制装置包括滑槽、风量挡板和第一驱动装置，所述滑槽设置于所述风洞开孔的下端，所述风量挡板设置于所述滑槽的上端，且所述风量挡板与所述滑槽滑动连接，所述第一驱动装置与所述风量挡板驱动连接。用于试验的节段模型放置于第二试验段内，第一驱动装置驱动风量挡板沿滑槽移动遮挡风洞开孔，调节风洞开孔的大小，进而调节沿风洞开孔流出的风量，使通过导流装置进入第二试验段内的气流，能够随着沿风洞开孔流出的量发生变化而产生变化，通过调节驱动风量挡板遮挡风洞开孔快慢的速度，能够模拟下击暴流风量的急速变化的过程。
[0013]优选的，所述第一驱动装置包括第一电机和第一链条，所述第一电机的输出端与所述第一链条传动连接，所述第一链条与所述风量挡板采用第一连接杆连接。第一电机驱动第一链条往复移动，第一链条通过第一连接杆带动风量挡板移动，风量挡板在移动过程中遮挡风洞开口，从而达到调节风洞开口大小的目的。
[0014]优选的，所述导流装置包括导流卡槽和第二驱动装置，所述导流卡槽内设有若干个导流板组件，每一所述导流板组件均与所述第二驱动装置传动连接，所述第二驱动装置用于驱动所述导流板组件展开或收合。导流板组件展开或收合过程中形成出风口，第二驱动装置驱动导流板组件展开或收合调整出风口的大小，在风量恒定时，出风口增大，风速降低，出风口减小，风速增加，从而达到调节风速的目的。
[0015]优选的，所述导流装置还包括固定板，所述固定板与所述导流卡槽固定连接；所述导流板组件包括若干块导流板，所述导流板之间采用合页连接；所述导流板组件最外侧的两块导流板中，一块所述导流板与所述固定板采用合页连接，另一块所述导流板与所述第二驱动装置驱动连接。第二驱动装置驱动导流板折叠过程中，导流卡槽与导流板组件之间产生的间隙形成出风口，出风口随着折叠和展开的不同状态产生大小变化，从而达到调整出风口大小的目的。
[0016]优选的，所述第二驱动装置包括第二电机和第二链条，所述第二电机的输出端与所述第二链条传动连接，所述第二链条与最外侧的所述导流板采用第二连接杆连接。第二
电机驱动第二链条往复移动，第二链条与最外侧的所述导流板采用第二连接杆连接，第二链条通过第二连接杆带动导流组件的导流板折叠或展开，调节风洞开口大小。
[0017]优选的，所述第二链条与至少两个导流板组件采用第二连接杆连接。第二链条移动能够带动多个导流板组件折叠或展开。
[0018]优选的，还包括整流装置，所述整流装置设置于所述第二试验段内，所述整流装置用于调节进入第二试验段气流的均匀性。气流沿第一试验段进入第二试验段内，通过整流装置作用，能够将不规则流动的气流变为规则流动气流，或把旋转的气流改变为直线流动，使用于有序风流测试的节段模型，扩大本装置的适用范围。
[0019]优选的，所述整流装置包括阻尼网和蜂窝板；所述蜂窝板位于靠近所述过渡段的一侧，所述蜂窝板平本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置，包括风洞，所述风洞包括第一试验段(1)、过渡段(2)和第二试验段(3)，且所述第一试验段(1)和所述第二试验段(3)通过所述过渡段(2)连通，其特征在于：还包括风量控制装置(4)和导流装置(5)；所述风量控制装置(4)设置于所述第一试验段(1)内，所述第一试验段(1)的侧壁上设有风洞开孔(6)，所述风量控制装置(4)用于调节风洞开孔(6)的开口度；所述导流装置(5)设置于所述第一试验段(1)内，且所述导流装置(5)位于所述风洞开孔(5)靠近所述过渡段(2)的一侧，所述导流装置(5)用于调节气流进入第二试验段(3)的风速。2.根据权利要求1所述的一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置，其特征在于：所述风量控制装置(4)包括滑槽(4a)、风量挡板(4b)和第一驱动装置(4c)，所述滑槽(4a)设置于所述风洞开孔(6)的下端，所述风量挡板(4b)设置于所述滑槽(4a)的上端，且所述风量挡板(4b)与所述滑槽(4a)滑动连接，所述第一驱动装置(4c)与所述风量挡板(4b)驱动连接。3.根据权利要求2所述的一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置，其特征在于：所述第一驱动装置(4c)包括第一电机(4c1)和第一链条(4c2)，所述第一电机(4c1)的输出端与所述第一链条(4c2)传动连接，所述第一链条(4c2)与所述风量挡板(4b)采用第一连接杆(4d)连接。4.根据权利要求1所述的一种基于风量调整的非平稳风场的模拟装置，其特征在于：所述导流装置(5)包括导流卡槽(5a)和第二驱动装置(5b)，所述导流卡槽(5a)内设有若干个导流板组件(5c)，每一所述导流板组件(5c)均与所述第二驱动装置(5b)传动连接，所述第二驱动装置(5b)用于...
【专利技术属性】
技术研发人员：向活跃，田祥富，李永乐，陈绪黎，刘占辉，商聪杰，钟进坤，
申请(专利权)人：西南交通大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。