本发明专利技术公开了一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，包括风洞内的粗糙元转动装置；风洞内的粗糙元转动装置位于转盘与风洞内的尖劈移动装置之间，风洞外的尖劈移动装置位于风洞内的尖劈移动装置侧面；所述风洞内的粗糙元转动装置包括转轴，转轴固定在底板中且两端伸出底板，转轴一端固定有第二齿轮，另一端转动连接在地底中；第二齿轮与电机输出端的第一齿轮啮合，电机固定在地底，电机上设置有红外线控开关；第三粗糙元正下方固定有第五磁铁，第五磁铁位于设置在底板中的带磁性滑轨中。本发明专利技术解决了现有技术中风场模拟耗费大量人力以及非平稳非高斯风场和台风风场难以准确模拟的问题。拟的问题。拟的问题。
【技术实现步骤摘要】
一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置
[0001]本专利技术属于风洞试验
，涉及一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置。
技术介绍
[0002]风洞试验是研究风流特性的一种重要手段。它不仅在航空和航天工程的研究和发展中起着重要作用，随着工业空气动力学的发展,在交通运输、房屋建筑、风能利用等领域更是不可或缺的。风洞试验中，风的流动状态容易控制，将模型或实物固定在风洞中进行反复的吹风，通过测控仪器和设备即可获得实验数据。
[0003]在风洞试验中，尖劈和粗糙元广泛的应用于大气边界层模拟。我国规范规定了四类地面粗糙度类型，传统地，通过改变尖劈和粗糙元的形状和分布位置可以分别模拟不同类型自然界中的ABCD四类风场。特别的，还存在台风风场以及非平稳非高斯风场。这需要试验人员频繁出入风洞实验室，并手动不断搬运和移动大量粗糙元和尖劈，调节过程繁琐，所需时间很长，并且尖劈和粗糙元较重，需要大量的人力维持。更重要的是，在试验进行过程中，若是需要对比不同风场对于结构的影响，则需要将风速重新调零，这可能导致实验结果不准确。特别是台风风场以及山区中常见的非平稳非高斯风场的模拟也一直是风洞实验中的重大难题。
技术实现思路
[0004]为了达到上述目的，本专利技术提供一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，解决了现有技术中风场模拟耗费大量人力以及非平稳非高斯风场和台风风场难以准确模拟的问题。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是，一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，包括风洞内的粗糙元转动装置；风洞内的粗糙元转动装置位于转盘与风洞内的尖劈移动装置之间，风洞外的尖劈移动装置位于风洞内的尖劈移动装置侧面；所述风洞内的粗糙元转动装置包括转轴，转轴固定在底板中且两端伸出底板，转轴一端固定有第二齿轮，另一端转动连接在地底中；第二齿轮与电机输出端的第一齿轮啮合，电机固定在地底，电机上设置有红外线控开关；第三粗糙元正下方固定有第五磁铁，第五磁铁位于设置在底板中的带磁性滑轨中。
[0006]进一步地，所述风洞内的粗糙元转动装置还包括第二粗糙元，第二粗糙元位于第三粗糙元中，第一粗糙元位于第二粗糙元中，第一粗糙元、第二粗糙元以及第三粗糙元的顶部平齐；第一粗糙元底部与第二粗糙元底部之间通过第一弹簧连接，第二粗糙元底部与第三粗糙元底部之间通过第二弹簧连接；第一粗糙元的顶部与第二粗糙元的顶部之间设置有第一滑动卡扣，第二粗糙元的顶部与第三粗糙元的顶部之间设置有第二滑动卡扣。
[0007]进一步地，所述第一粗糙元侧面内部固定有第一磁铁，第二磁铁固定在第二粗糙元内部，第二磁铁位于第二粗糙元内距离第一磁铁最近的一侧；第二粗糙元侧面内部固定有第四磁铁，第三磁铁固定在第三粗糙元内部，第三磁铁位于第三粗糙元内距离第四磁铁
最近的一侧。
[0008]进一步地，所述风洞外的尖劈移动装置包括尖劈；尖劈位于第二传送带上，第一压力传感器和第二压力传感器分别固定于第二传送带上；第一伸缩推杆位于尖劈最后方，第二伸缩推杆位于最前面的尖劈的侧面，第一伸缩推杆和第二伸缩推杆均固定在风洞实验室的墙壁上；挡板弹出装置位于最前面的第一个尖劈与第二个尖劈之间的下方，第一滑轨位于第二传送带与风洞内的尖劈移动装置的第二滑轨之间；尖劈底部设置有第一磁吸。
[0009]进一步地，所述第一伸缩推杆包括第一伸缩杆，第二电机固定在第一伸缩杆上用于控制第一伸缩杆伸缩，第二电机上装有第二红外线控开关；所述第二伸缩推杆包括第三红外线控开关，第三红外线控开关和压力传感器控开关分别与第二伸缩杆连接，压力传感器控开关与第一压力传感器通过电路连接。
[0010]进一步地，所述挡板弹出装置包括伸缩装置，伸缩装置固定连接在挡板下方，第一开关、第二开关、第三开关分别与伸缩装置通过电路连接，其中，第一开关与风洞外的尖劈移动装置的第一压力传感器连接，第二开关与风洞内的尖劈移动装置的螺栓弹起装置中的第三压力传感器连接，第三开关为红外线控制类开关。
[0011]进一步地，所述风洞内的尖劈移动装置包括第三电机，第三电机固定于风洞内的尖劈移动装置顶部，第三电机的输出端竖直向下且固定有第三齿轮，第三齿轮与固定套设在转杆上的第四齿轮啮合，第三齿轮和第四齿轮为锥齿轮；转杆与风洞的两侧转动连接，转杆上啮合有第五齿轮，第五齿轮为内齿轮；第二磁吸固定在第五齿轮上，第二磁吸设置有吸力传感器；第一传送带位于风洞内的尖劈移动装置下方，其中第二滑轨位于第一传送带中间留有的缝隙处并与第一传送带平行，第二滑轨与尖劈底部的第一磁吸吻合；第二滑轨上开有第一孔洞和第二孔洞，螺栓弹起装置位于第二孔洞以及第一孔洞的下方；第三电机上设置有第四开关、第五开关、第六开关，其中第四开关由红外线控制，第五开关由吸力传感器控制，第六开关由螺栓弹起装置中的第三压力传感器控制。
[0012]进一步地，所述螺栓弹起装置包括保护壳、螺栓；螺栓通过第四弹簧垂直连接于保护壳内部底面，螺栓位于第二孔洞的正下方；第七开关、第八开关、第九开关、第十开关分别固定在保护壳上，保护壳固定于第一孔洞和第二孔洞下方地底；第三压力传感器位于第四弹簧下方；第七开关、第八开关由红外线控制，第九开关为识别前一个螺栓弹起装置控制的开关，第十开关由光敏传感器控制。
[0013]进一步地，还包括格栅卷帘，所述格栅卷帘包括第二转轴，第二转轴转动连接在风洞两侧的墙壁之间，第二转轴位于风洞内的尖劈移动装置的上方；第二转轴与第四电机的输出端固定连接；第四电机与第四红外线控开关通过电路连接；格栅固定在第三转轴上，第一转轴控制器输出端与第三转轴固定连接；各第一转轴控制器之间通过具有韧性的金属线或绳子连接，缠绕在第二转轴上；各格栅之间设置有导流孔。
[0014]进一步地，还包括风车卷帘，所述风车卷帘包括第四转轴，第四转轴转动连接在风洞两侧的墙壁之间，第四转轴位于风洞内的尖劈移动装置的上方；第五红外线控开关与第五电机通过电路连接；第四转轴与第五电机的输出端固定连接；风车通过第六转轴转动连接在第五转轴上，第五转轴与第二转轴控制器的输出端固定连接；第二转轴控制器之间通过具有韧性的金属线或绳子连接，缠绕在第四转轴上。
[0015]本专利技术的有益效果是：
（1）该装置可准确且方便的模拟各类风场，包括常规的ABCD四类风场，以及在此基础下的台风风场以及山区中常见的非平稳、非高斯风场。
[0016]（2）传统风洞地面平滑，当需要模拟各类风场时，需要人工进入风场摆放粗糙元和尖劈，并调试检验风场是否正确。而本专利技术装置仅需通过红外线和电机带动齿轮转动即可全自动完成大部分摆放排列工作，且无需重复调节检验风场的正确性，节省大量人力。
[0017]（3）具有隐蔽性，粗糙元转动装置置于地板内，尖劈移动装置置于风洞最顶端，不易被发现，对地表风场无影响。
[0018]（4）在进行不同类型风场对于建筑物的影响试验时，在换风场时，传统风洞需要将风速重新降为零，打开风洞大门，等修改好风场后重新调零，这会影响试验的准确性。本专利技术的装置使用后，无需重新降低风速，打开风本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，其特征在于，包括风洞内的粗糙元转动装置（1）；风洞内的粗糙元转动装置（1）位于转盘（88）与风洞内的尖劈移动装置（3）之间，风洞外的尖劈移动装置（2）位于风洞内的尖劈移动装置（3）侧面；所述风洞内的粗糙元转动装置（1）包括转轴（5），转轴（5）固定在底板（4）中且两端伸出底板（4），转轴（5）一端固定有第二齿轮（9），另一端转动连接在地底中；第二齿轮（9）与电机（6）输出端的第一齿轮（8）啮合，电机（6）固定在地底，电机（6）上设置有红外线控开关（7）；第三粗糙元（20）正下方固定有第五磁铁（15），第五磁铁（15）位于设置在底板（4）中的带磁性滑轨（10）中。2.根据权利要求1所述的一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，其特征在于，所述风洞内的粗糙元转动装置（1）还包括第二粗糙元（19），第二粗糙元（19）位于第三粗糙元（20）中，第一粗糙元（18）位于第二粗糙元（19）中，第一粗糙元（18）、第二粗糙元（19）以及第三粗糙元（20）的顶部平齐；第一粗糙元（18）底部与第二粗糙元（19）底部之间通过第一弹簧（21）连接，第二粗糙元（19）底部与第三粗糙元（20）底部之间通过第二弹簧（22）连接；第一粗糙元（18）的顶部与第二粗糙元（19）的顶部之间设置有第一滑动卡扣（16），第二粗糙元（19）的顶部与第三粗糙元（20）的顶部之间设置有第二滑动卡扣（17）。3.根据权利要求2所述的一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，其特征在于，所述第一粗糙元（18）侧面内部固定有第一磁铁（11），第二磁铁（12）固定在第二粗糙元（19）内部，第二磁铁（12）位于第二粗糙元（19）内距离第一磁铁（11）最近的一侧；第二粗糙元（19）侧面内部固定有第四磁铁（14），第三磁铁（13）固定在第三粗糙元（20）内部，第三磁铁（13）位于第三粗糙元（20）内距离第四磁铁（14）最近的一侧。4.根据权利要求1所述的一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，其特征在于，所述风洞外的尖劈移动装置（2）包括尖劈（30）；尖劈（30）位于第二传送带（29）上，第一压力传感器（27）和第二压力传感器（28）分别固定于第二传送带（29）上；第一伸缩推杆（23）位于尖劈（30）最后方，第二伸缩推杆（24）位于最前面的尖劈（30）的侧面，第一伸缩推杆（23）和第二伸缩推杆（24）均固定在风洞实验室的墙壁上；挡板弹出装置（25）位于最前面的第一个尖劈（30）与第二个尖劈（30）之间的下方，第一滑轨（26）位于第二传送带（29）与风洞内的尖劈移动装置（3）的第二滑轨（60）之间；尖劈（30）底部设置有第一磁吸（31）。5.根据权利要求4所述的一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，其特征在于，所述第一伸缩推杆（23）包括第一伸缩杆（34），第二电机（33）固定在第一伸缩杆（34）上用于控制第一伸缩杆（34）伸缩，第二电机（33）上装有第二红外线控开关（32）；所述第二伸缩推杆（24）包括第三红外线控开关（35），第三红外线控开关（35）和压力传感器控开关（36）分别与第二伸缩杆（37）连接，压力传感器控开关（36）与第一压力传感器（27）通过电路连接。6.根据权利要求4所述的一种用于风洞试验中模拟风场的遥控装置，其特征在于，所述挡板弹出装置（25）包括伸缩装置（39），伸缩装置（39）固定连接在挡板（38）下方，第一开关（40）、第二开关（41）、第三开关（42）分别与伸缩装置（39）通过电路连接，其中，第一开关（40）与风洞外的尖劈移动装置（2）...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈伏彬，王薇嘉，舒臻孺，
申请(专利权)人：长沙理工大学，
类型：发明
国别省市：
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