一种风洞模拟装置转让专利
申请号 : CN202110621280.8
文献号 : CN113358322B
文献日 : 2022-05-06
发明人 : 胡朋 , 王赛龙 , 洪泽宇 , 韩艳 , 董国朝 , 罗颖 , 刘汉云 , 李凯 , 宋俊
申请人 : 长沙理工大学
摘要 :
权利要求 :
1.一种风洞模拟装置,其特征在于:包括风机、吸气口、吹气口、控制阀、空气过滤器、主梁节段模型;其中所述主梁节段模型包括边缘、主梁断面、吸气端口、吸气管路、吹气端口、外接端口一、外接端口二、吹气管路,所述风机通过吸气口吸气,通过吹气口连接所述空气过滤器,所述空气过滤器输出端连接所述控制阀,所述控制阀输出端输出气体吹向所述主梁节段模型的边缘;所述主梁断面上设有外接端口一、外接端口二,外接端口一连接外接吹气设备,外接端口二连接外接吸气设备,所述边缘设有吸气端口、吹气端口,所述吸气端口通过吸气管路、外接端口二与所述外接吸气设备连接,所述吹气端口通过吹气管路、外接端口一与所述外接吹气设备连接;通过所述吹气端口、吸气端口的吹气与吸气影响吹向所述边缘的气流;
所述控制阀包括左阀体、右阀体、伺服电机、提拉盖板、左拉环、电机轴、右拉环、感测模块、密封件、波形控制套筒、主阀芯、螺纹盖、下驱动件、减震垫、螺纹管、下输出轴;其中所述波形控制套筒包括外方孔一、外方孔二、外椭圆孔一、外椭圆孔二;所述主阀芯包括内方形通道、内椭圆通道;
其中所述提拉盖板可拆卸的连接所述左阀体、所述右阀体,所述伺服电机输出动力至所述电机轴,所述电机轴与所述波形控制套筒连接,所述波形控制套筒包括上板与套筒部,所述电机轴与所述上板连接,所述上板位于所述提拉盖板的下方,所述主阀芯位于所述波形控制套筒的内部,所述主阀芯的下表面与所述套筒部的下表面平齐;所述提拉盖板上设有左拉环、右拉环,所述右阀体上方设有所述感测模块,所述感测模块包括流量计、湿度传感器;
所述主阀芯下方连接所述下输出轴,所述下输出轴由下驱动件驱动,所述螺纹管连接在所述左阀体、所述右阀体的下方,所述螺纹管包围所述下驱动件,所述下驱动件的下表面与所述螺纹管的下表面平齐,所述螺纹管外壁设有外螺纹,所述螺纹盖包括内螺纹,所述外螺纹与所述内螺纹配合连接,所述螺纹盖上设有所述减震垫,所述减震垫位于所述下驱动件的下表面;
沿着所述波形控制套筒的外周面所述外方孔一、外椭圆孔一、外方孔二、外椭圆孔二依次等间隔布置,四个孔的高度相等,外方孔一、外方孔二的宽度等于外椭圆孔一、外椭圆孔二的最大宽度,所述内方形通道的截面面积等于所述外方孔一、外方孔二的面积,所述内方形通道的截面面积大于所述外椭圆孔一、外椭圆孔二的面积,所述内椭圆通道的截面面积小于所述外椭圆孔一、外椭圆孔二的面积,所述内方形通道的轴线与所述内椭圆通道的轴线呈30度夹角;
所述外方孔一、外方孔二与所述内方形通道连通时为一挡流量状态,此时阀的输出风力波形为固定量波形,一挡流量状态时外方孔一周向来回摆动形成周期性急变化波形;所述外椭圆孔一、外椭圆孔二与所述内方形通道连通时为二挡流量状态,二挡流量状态时外椭圆孔一周向来回摆动形成周期性缓变化波形;所述外方孔一、外方孔二与所述内椭圆通道连通时为三挡流量状态,所述外椭圆孔一、外椭圆孔二与所述内椭圆通道连通时为三挡流量状态,在三挡流量状态,所述波形控制套筒匀速旋转从而阀输出间歇风力波形。
2.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述提拉盖板通过螺栓连接至所述左阀体、所述右阀体。
3.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述左阀体、右阀体上均设置有所述密封件。
4.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述下驱动件为驱动电机。
5.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述内椭圆通道的高度小于所述外椭圆孔一的高度。
6.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述内椭圆通道的最大宽度小于所述外椭圆孔一的最大宽度。
7.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述左阀体、右阀体一体形成。
8.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述螺纹管焊接在所述左阀体、右阀体的下方。
9.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述主阀芯为圆柱状。
10.根据权利要求1所述的一种风洞模拟装置,其特征在于:所述主阀芯的直径大于所述波形控制套筒外径的四分之三。
说明书 :
一种风洞模拟装置
技术领域
背景技术
产生的有规律旋涡脱落所引起。桥梁主梁涡振现象在实际工程中屡见不鲜,例如巴西的尼
特罗伊跨海大桥(Rio‑Niteroi Bridge)、日本的东京湾大桥(Trans‑Tokyo Bay Bridge)、
丹麦的大贝尔特大桥(Great East Belt Bridge)、俄罗斯的伏尔加河大桥(Volga
Bridge)、美国的韦拉扎诺海峡大桥(Verrazzano‑Narrows Bridge)、中国的西堠门大桥、虎
门大桥和鹦鹉洲大桥等均在运营过程中出现了程度不一的涡激振动现象。虽然涡振不会直
接引起桥梁动力失稳破坏,但是较大振幅的涡振会对桥梁结构的安全和行车舒适性产生较
大的危害。钢箱梁在抗风性能以及跨越能力方面较其它断面形式具有很大的优越性,正成
为跨越长江、大海的大跨度桥梁加劲梁的主要结构形式。由于受海上高湿度、高温差的环境
影响,钢箱梁锈蚀问题严重,钢箱梁内部往往需要配置良好的除湿系统。一般除湿机的再生
空气取自箱外,再排至箱外,利用干燥转轮,空气不断除湿、不断再生,周而复始,从而达到
除湿效果。由除湿系统的工作原理可知,其与主动流动控制系统具有相似特点,均需要吸
气、吹气。由于桥梁断面绕流复杂性,各类气动外形优化措施均不具备涡振控制的普适性,
主要是通过风洞试验和经验来确定。
功能和执行面积都小,影响起到的效果。
求。
发明内容
面、吸气端口、吸气管路、吹气端口、外接端口一、外接端口二、吹气管路,所述风机通过吸气
口吸气,通过吹气口连接所述空气过滤器,所述空气过滤器输出端连接所述控制阀,所述控
制阀输出端输出气体吹向所述主梁节段模型的边缘,所述主梁断面上设有外接端口一、外
接端口二,外接端口一连接外接吹气设备,外接端口二连接外接吸气设备,所述边缘设有吸
气端口、吹气端口,所述吸气端口通过吸气管路、外接端口二与所述外接吸气设备连接,所
述吹气端口通过吹气管路、外接端口一与所述外接吹气设备连接;通过所述吹气端口、吸气
端口的吹气与吸气影响吹向所述边缘的气流;
所述波形控制套筒包括外方孔一、外方孔二、外椭圆孔一、外椭圆孔二;所述主阀芯包括内
方形通道、内椭圆通道;
筒部,所述电机轴与所述上板连接,所述上板位于所述提拉盖板的下方,所述主阀芯位于所
述波形控制套筒的内部,所述主阀芯的下表面与所述套筒部的下表面平齐;所述提拉盖板
上设有左拉环、右拉环,所述右阀体上方设有所述感测模块,所述感测模块包括流量计、湿
度传感器;
的下表面与所述螺纹管的下表面平齐,所述螺纹管外壁设有外螺纹,所述螺纹盖包括内螺
纹,所述外螺纹与所述内螺纹配合连接,所述螺纹盖上设有所述减震垫,所述减震垫位于所
述下驱动件的下表面;
圆孔二的最大宽度,所述内方形通道的截面面积等于所述外方孔一、外方孔二的面积,所述
内方形通道的截面面积大于所述外椭圆孔一、外椭圆孔二的面积,所述内椭圆通道的截面
面积小于所述外椭圆孔一、外椭圆孔二的面积,所述内方形通道的轴线与所述内椭圆通道
的轴线呈30度夹角;
形;所述外椭圆孔一、外椭圆孔二与所述内方形通道连通时为二挡流量状态,二挡流量状态
时外椭圆孔一周向来回摆动形成周期性缓变化波形;所述外方孔一、外方孔二与所述内椭
圆通道连通时为三挡流量状态,所述外椭圆孔一、外椭圆孔二与所述内椭圆通道连通时为
三挡流量状态,在三挡流量状态,所述波形控制套筒匀速旋转从而阀输出间歇风力波形。
波形的风力作用,更大程度的丰富了实验风力波形的种类。
流量,当内小通孔与任意孔连通时,流量均为内小通孔决定,因此为三挡流量。
前内阀芯和阀体贴近无法直接清洁还需取出的问题。
较缓,模拟周期性缓变化波形,而椭圆形的高度高于圆形,更好的扩大了通孔覆盖范围,增
大了流通面积。
台上,实现实验集成化。
附图说明
方形通道17、外方孔一18、外方孔二19、外椭圆孔一20、内椭圆通道21、外椭圆孔二22、下输
出轴23、风机24、吸气口25、吹气口26、控制阀27、空气过滤器28、主梁节段模型29、吸气端口
30、吸气管路31、吹气端口32、外接端口33、主梁断面34、吹气管路
具体实施方式
外接端口一、外接端口二、吹气管路,所述风机通过吸气口吸气,通过吹气口连接所述空气
过滤器,所述空气过滤器输出端连接所述控制阀,所述控制阀输出端输出气体吹向所述主
梁节段模型的边缘,所述主梁断面上设有外接端口一、外接端口二,外接端口一连接外接吹
气设备,外接端口二连接外接吸气设备,所述边缘设有吸气端口、吹气端口,所述吸气端口
通过吸气管路、外接端口二与所述外接吸气设备连接,所述吹气端口通过吹气管路、外接端
口一与所述外接吹气设备连接;通过所述吹气端口、吸气端口的吹气与吸气影响吹向所述
边缘的气流;
所述波形控制套筒包括外方孔一、外方孔二、外椭圆孔一、外椭圆孔二;所述主阀芯包括内
方形通道、内椭圆通道;
上板与套筒部,所述电机轴与所述上板连接,所述上板位于所述提拉盖板的下方,所述主阀
芯位于所述波形控制套筒的内部,所述主阀芯的下表面与所述套筒部的下表面平齐;所述
提拉盖板上设有左拉环、右拉环,所述右阀体上方设有所述感测模块,所述感测模块包括流
量计、湿度传感器;
的下表面与所述螺纹管的下表面平齐,所述螺纹管外壁设有外螺纹,所述螺纹盖包括内螺
纹,所述外螺纹与所述内螺纹配合连接,所述螺纹盖上设有所述减震垫,所述减震垫位于所
述下驱动件的下表面;
圆孔二的最大宽度,所述内方形通道的截面面积等于所述外方孔一、外方孔二的面积,所述
内方形通道的截面面积大于所述外椭圆孔一、外椭圆孔二的面积,所述内椭圆通道的截面
面积小于所述外椭圆孔一、外椭圆孔二的面积,所述内方形通道的轴线与所述内椭圆通道
的轴线呈30度夹角;
形;所述外椭圆孔一、外椭圆孔二与所述内方形通道连通时为二挡流量状态,二挡流量状态
时外椭圆孔一周向来回摆动形成周期性缓变化波形;所述外方孔一、外方孔二与所述内椭
圆通道连通时为三挡流量状态,所述外椭圆孔一、外椭圆孔二与所述内椭圆通道连通时为
三挡流量状态,在三挡流量状态,所述波形控制套筒匀速旋转从而阀输出间歇风力波形。
述外椭圆孔一的高度。所述内椭圆通道的最大宽度小于所述外椭圆孔一的最大宽度。所述
左阀体、右阀体一体形成。所述螺纹管焊接在所述左阀体、右阀体的下方。所述主阀芯为圆
柱状。所述主阀芯的直径大于所述波形控制套筒外径的四分之三。