一种用于结构风工程试验的紊流场模拟装置的制作方法

本发明属于结构工程领域，涉及高耸结构、大跨桥梁和大跨空间结构研究的紊流场模拟。在工程结构风工程研究中，通过在来流场下底面鼓出一定倾斜角度的气流，并与其上方的来流场叠加，便可同时在顺风向和横风向产生随机脉动的紊流风场。

背景技术：

自然界中大部分的流动是紊流流动，所以在工程结构的风工程研究中要真实的模拟出紊流场。目前，高耸结构、大跨桥梁和大跨空间在设计阶段需要将相应结构的试验模型置人工风场中进行测力试验和测振试验。在风工程研究试验中，风洞紊流场模拟方法主要有：采用在来流场的上游布置粗糙元、尖塔等的被动模拟方法和实用振动格栅阵列等装置的的主动模拟方法；前者的被动模拟方法并不能足够准确地模拟出的自然界中的紊流，且存在占地面积大的缺点；后者的主动模拟方法所采用的装置结构复杂，拆装困难，针对现有紊流场模拟方法的不足，需要一种新的紊流场模拟方法。

技术实现要素：

本发明的目的是在于提供一种利用在来流场下底面鼓出成一定角度的气流来模拟紊流场的装置。本发明可根据实际需要模拟出所需的紊流场，使得该紊流场更贴近于实际高耸结构、大跨桥梁或大跨空间所处的风场环境。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种用于结构风工程试验的紊流场模拟装置，包括基座、出气管、气腔、进气口和气泵；所述的气腔设置在基座内部；出气管连接气腔与基座外侧；气泵连接进气口，所述的进气口与气腔连接；所述的试验模型设置在基座上。

进一步，所述的出气管设有若干排，且出气管在气腔内的倾斜角度可调节。

进一步，所述的进气口设有若干个，每一个进气口均连接一个气泵。

本发明产生的有益效果是：本发明利用在来流场下底面鼓出一定的气流来模拟紊流场，从而实现对实际工程结构所处风场的有效模拟，能简单有效地模拟双向脉动地紊流场，形式灵活，适用性广，可作为现有技术方案地有效补充。

附图说明

图1一种紊流场模拟装置；

图2一种紊流场模拟装置正视图；

图3一种紊流场模拟装置俯视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步的说明。

本发明是一种用于结构风工程试验的紊流场模拟装置，该装置通过利用在来流场下底面鼓出成一定角度的气流来模拟紊流场。

如图1-3所示，该装置包括出气管1、气腔2、进气口3、气泵4、结构模型5和基座6，所述的基座6的内部设有气腔2，设置在基座6上的出气管1将气腔2和基座6外部空间相通。基座6内部的气腔2上连有进气口3，进气口3连接气泵4，该气泵4设置在基座6的内部。

根据实际紊流场的需要，设置不同数量的气泵4、进气口3和出气管1，且出气管1在气腔2内的倾斜角度可调节。可调节的出气管1使喷出的气流与来流场成一定的夹角，这样喷出的气流与来流叠加，便可在顺风向和横风向模拟出所需的随机脉动的紊流风场，实现对实际工程结构所处风场的有效模拟。

为了更好的模拟实际工程结构，本发明采用结构模型代替实际工程结构进行模拟。替代用的结构模型5设置在基座6的外表面。

在本发明中，进气口3都外接的气泵4可连续工作，也可变频工作，使出气管1喷出的气流具有连续性或脉动性。

技术特征：

技术总结
本发明提供了一种用于结构风工程试验的紊流场模拟装置，包括基座、出气管、气腔、进气口和气泵；所述的气腔设置在基座内部；出气管连接气腔与基座外侧；气泵连接进气口，所述的进气口与气腔连接；所述的试验模型设置在基座上。本发明利用在来流场下底面鼓出一定的气流来模拟紊流场，从而实现对实际工程结构所处风场的有效模拟，能简单有效地模拟双向脉动地紊流场，形式灵活，适用性广，可作为现有技术方案地有效补充。

技术研发人员：李胜利;郑舜云;武昊
受保护的技术使用者：郑州大学
技术研发日：2017.07.05
技术公布日：2017.09.26