本发明专利技术涉及龙卷风实验设备领域，具体而言，涉及一种龙卷风模拟装置。龙卷风模拟装置包括主体、扩缩口组件、导风组件以及排风组件；主体的底部开设有至少一个进风口，主体的顶部设置有排风口；扩缩口组件设置于主体内，并将主体的内腔分隔为对流区以及入流区，且形成将对流区及入流区连通的扩缩口；导风组件设置于入流区内，排风组件设置于排风口处；其中，排风组件用于引导外界气流由进风口进入入流区，并由入流区经扩缩口向对流区运动；导风组件用于使得进入入流区的气流在入流区内形成旋转气流，并在主体内形成涡旋气流柱。龙卷风模拟装置能够在实验室内模拟龙卷风，并具有条件可控和实验可重复的优点，进而能够更好地研究龙卷风涡旋。风涡旋。风涡旋。
【技术实现步骤摘要】
龙卷风模拟装置
[0001]本专利技术涉及龙卷风实验设备领域，具体而言，涉及一种龙卷风模拟装置。
技术介绍
[0002]由于实地测量的危险性和龙卷风的短暂性，导致对龙卷风的流场数据难以被收集，因此，研究人员通过实验室自制龙卷风模拟器来研究龙卷风流场。但当前龙卷风模拟器普遍具有造价偏高等弊端。
技术实现思路
[0003]本专利技术的目的包括，例如，提供了一种龙卷风模拟装置，其能够在实验室内模拟龙卷风，并具有条件可控和实验可重复的优点，进而能够更好地研究龙卷风涡旋。
[0004]本专利技术的实施例可以这样实现：
[0005]本专利技术提供一种龙卷风模拟装置，龙卷风模拟装置包括主体、扩缩口组件、导风组件以及排风组件；
[0006]主体的底部开设有至少一个进风口，主体的顶部设置有排风口；扩缩口组件设置于主体内，并将主体的内腔分隔为对流区以及入流区，且形成将对流区及入流区连通的扩缩口；入流区位于扩缩口下方并与进风口连通，对流区位于扩缩口组件上方并与排风口连通；导风组件设置于入流区内，排风组件设置于排风口处；
[0007]其中，排风组件用于引导外界气流由进风口进入入流区，并由入流区经扩缩口向对流区运动；导风组件用于使得进入入流区的气流在入流区内形成旋转气流，并在主体内形成涡旋气流柱。
[0008]在可选的实施方式中，龙卷风模拟装置还包括进风组件，进风组件设置于进风口处，进风组件用于将外部气流经进风口导入入流区；
[0009]进风组件包括至少一个进气风机，每个进风口处均设置有至少一个进气风机。
[0010]在可选的实施方式中，排风组件包括排风筒以及设置于排风筒内的排气风机；排风筒连接于主体的顶部，并与排风口连通。
[0011]在可选的实施方式中，主体内设置至少一块防反光幕布，防反光幕布用于遮挡入流区或对流区的侧壁。
[0012]在可选的实施方式中，主体包括外壳、顶板以及升降机构；
[0013]顶板与外壳可活动地连接，升降机构与顶板连接，以调整顶板的高度；排风口开设于顶板，且排风组件与顶板连接。
[0014]在可选的实施方式中，扩缩口组件包括第一固定环、第一活动环、第一驱动单元以及多个光阑单元；
[0015]第一固定环与主体连接，第一活动环与主体可活动地连接，且第一活动环与第一固定环平行且间隔的设置；多个光阑单元绕第一固定环的轴线方式依次设置于第一固定环与第一活动环之间，且每个光阑单元均与第一固定环可转动地连接，并与第一活动环传动
连接；多个光阑单元伸入第一固定环内圈的部分共同围合成扩缩口；
[0016]第一驱动单元与第一活动环传动连接；第一活动环用于在第一驱动单元的驱动作用下转动，并带动所有的光阑单元同步运动，进而调整每个光阑单元伸入第一固定环内圈的部分，从而调整扩缩口的大小。
[0017]在可选的实施方式中，每个光阑单元均包括光阑片及第一传动销；光阑片与固定环可转动地连接，第一传动销与光阑片连接；多个光阑片伸入第一固定环内圈的部分共同围合成扩缩口；
[0018]第一活动环开设有多个第一滑槽，每个第一传动销均与一个第一滑槽对应且滑动配合；第一活动环用于在第一驱动单元的驱动作用下转动，进而通过第一传动销相对于第一滑槽的滑动带动所有的光阑片相对于固定环转动；
[0019]其中，第一传动销与光阑片的连接处与光阑片与固定环的转动连接处间隔。
[0020]在可选的实施方式中，导风组件包括第二驱动单元、传动件以及至少一个导风叶片；
[0021]导风叶片可活动地设置于入流区内，每个进风口均对应至少一个导风叶片，且每个导风叶片均位于对应的进风口的内侧；
[0022]第二驱动单元通过传动件与导风叶片传动连接，第二驱动单元用于通过传动件驱动导风叶片活动，进而调整导风叶片相对于主体内壁的夹角。
[0023]在可选的实施方式中，主体设置有多个进风口，多个进风口绕主体的中心线设置；
[0024]导风组件包括第二固定环、第三固定环以及多个导风叶片；
[0025]第二固定环及第三固定环均与主体连接，且第二固定环及第三固定环平行且间隔的设置；第二固定环及第三固定环的轴线与主体的中心线重合；多个导风叶片均设置于第二固定环与第三固定环之间，并与第二固定环及第三固定环可转动地连接；
[0026]第二驱动单元通过传动件与所有的导风叶片传动连接，且第二驱动单元用于驱动所有的导风叶片同步转动。
[0027]在可选的实施方式中，传动件包括第二活动环、多个第二传动销以及多个传动杆；
[0028]第二活动环与主体可转动地连接，且第二活动环与第二固定环平行；多个第二传动销、多个传动杆及多个导风叶片一一对应，且每个传动杆均与对应的导风叶片的转轴连接，每个传动杆上均开设有第二滑槽；第二传动销与第二活动环连接，并与对应的传动杆上的第二滑槽滑动配合；
[0029]第二驱动单元与第二活动环传动连接，第二驱动单元用于驱动第二活动环转动，并带动连接于第二活动环上的所有的第二传动销相对于对应的第二滑槽滑动，进而驱动所有的导风叶片同步转动。
[0030]本专利技术实施例的有益效果包括：
[0031]该龙卷风模拟装置包括主体、扩缩口组件、导风组件以及排风组件；
[0032]主体的底部开设有至少一个进风口，主体的顶部设置有排风口；扩缩口组件设置于主体内，并将主体的内腔分隔为对流区以及入流区，且形成将对流区及入流区连通的扩缩口；入流区位于扩缩口下方并与进风口连通，对流区位于扩缩口组件上方并与排风口连通；导风组件设置于入流区内，排风组件设置于排风口处；其中，排风组件用于引导外界气流由进风口进入入流区，并由入流区经扩缩口向对流区运动；导风组件用于使得进入入流
区的气流在入流区内形成旋转气流，并在主体内形成涡旋气流柱。
[0033]该龙卷风模拟装置能够在实验室内模拟龙卷风，并具有条件可控和实验可重复的优点，进而能够更好地研究龙卷风涡旋。
附图说明
[0034]为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本专利技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0035]图1为本专利技术实施例中龙卷风模拟装置第一视角的结构示意图；
[0036]图2为本专利技术实施例中龙卷风模拟装置第二视角的结构示意图；
[0037]图3为本专利技术实施例中龙卷风模拟装置的剖视图；
[0038]图4为本专利技术实施例中进风口的设置示意图；
[0039]图5为本专利技术实施例中进风组件的结构示意图；
[0040]图6为本专利技术实施例中扩缩口组件的结构示意图；
[0041]图7为本专利技术实施例中扩缩口组件的剖视图；
[0042]图8为本专利技术实施例中光阑片的结构示意图；
[0043]图9为本专利技术实施例中本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种龙卷风模拟装置，其特征在于：所述龙卷风模拟装置包括主体、扩缩口组件、导风组件以及排风组件；所述主体的底部开设有至少一个进风口，所述主体的顶部设置有排风口；所述扩缩口组件设置于所述主体内，并将所述主体的内腔分隔为对流区以及入流区，且形成将所述对流区及所述入流区连通的扩缩口；所述入流区位于所述扩缩口下方并与所述进风口连通，所述对流区位于所述扩缩口组件上方并与所述排风口连通；所述导风组件设置于所述入流区内，所述排风组件设置于所述排风口处；其中，所述排风组件用于引导外界气流由所述进风口进入所述入流区，并由所述入流区经所述扩缩口向所述对流区运动；所述导风组件用于使得进入所述入流区的气流在所述入流区内形成旋转气流，并在所述主体内形成涡旋气流柱。2.根据权利要求1所述的龙卷风模拟装置，其特征在于：所述龙卷风模拟装置还包括进风组件，所述进风组件设置于所述进风口处，所述进风组件用于将外部气流经所述进风口导入所述入流区；所述进风组件包括至少一个进气风机，每个所述进风口处均设置有至少一个所述进气风机。3.根据权利要求1所述的龙卷风模拟装置，其特征在于：所述排风组件包括排风筒以及设置于所述排风筒内的排气风机；所述排风筒连接于所述主体的顶部，并与所述排风口连通。4.根据权利要求1所述的龙卷风模拟装置，其特征在于：所述主体内设置至少一块防反光幕布，所述防反光幕布用于遮挡所述入流区或所述对流区的侧壁。5.根据权利要求1所述的龙卷风模拟装置，其特征在于：所述主体包括外壳、顶板以及升降机构；所述顶板与所述外壳可活动地连接，所述升降机构与所述顶板连接，以调整所述顶板的高度；所述排风口开设于所述顶板，且所述排风组件与所述顶板连接。6.根据权利要求1
‑
5中任意一项所述的龙卷风模拟装置，其特征在于：所述扩缩口组件包括第一固定环、第一活动环、第一驱动单元以及多个光阑单元；所述第一固定环与所述主体连接，所述第一活动环与所述主体可活动地连接，且所述第一活动环与所述第一固定环平行且间隔的设置；多个所述光阑单元绕所述第一固定环的轴线方式依次设置于所述第一固定环与所述第一活动环之间，且每个所述光阑单元均与所述第一固定环可转动地连接，并与所述第一活动环传动连接；多个所述光阑单元伸入所述第一固定环内圈的部分共同围合成所述扩缩口；所述第一驱动单元与所述第一活动环传动连接；所述第一活动环用于在所述第一驱动单元的驱动作用下转动，并带动所有的所述光阑单元同步运动，进而调整每个所述光阑单元伸入所述第一固定环内圈的部分，从而调整所述扩缩口的大小。7.根据权利...
【专利技术属性】
技术研发人员：吕鹏飞，张宇萌，王博，
申请(专利权)人：兰州大学，
类型：发明
国别省市：
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