一种大尺度风洞边界层的模拟组合装置的制作方法

本技术具体涉及一种大尺度风洞边界层的模拟组合装置。

背景技术：

1、随着社会的发展，建筑工程向着大体量化、新颖化的方向发展，建筑风工程显得越来越重要。风洞试验是开展结构风工程研究的主要研究手段，而准确模拟大气边界层是开展建筑抗风试验的基本前提。传统的大气边界层被动模拟装置是通过粗糙元和尖劈来完成，粗糙元主要用来形成近地面的风速剖面和湍流度剖面，而尖劈主要用来调节整个风洞流场的水平分布特征。根据我国建筑结构荷载规范的规定，我国地面粗糙度类型分为a、b、c、d四种地貌，另外根据试验要求需要模拟不同缩尺比的地貌及其他特殊的地貌，因此实际工程中需要模拟的地貌类型非常多，这就要求风洞中的被动模拟装置能适时变化形状，以适应不同地貌的模拟需要。目前国内大部分风洞截面积都相对较小，随着城市的发展，大体量建筑群的规模性建设，建筑周边模型产生的风洞阻塞比将会越来越大，风洞的尺度也要随之增加才能满足市场的需要。部分单位已经建设了大尺度风洞来开展抗风试验，但对于大尺度风洞而言，传统的大气边界层模拟装置已经不能完全适用，因此需要提出一种适应大尺度风洞特征的大气边界层模拟装置，来提升工作效率。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种大尺度风洞边界层的模拟组合装置，用于模拟大尺度风洞的多种地面粗糙度类型，为开展风工程试验奠定基础。

2、本实用新型的目的可以通过以下技术方案实现。

3、一种大尺度风洞边界层的模拟组合装置，包括设置在风洞试验段的多个尖劈和多个粗糙元，还包括横跨所述风洞试验段顶部的横向支撑以及设置于所述风洞试验段底壁的底板，所述尖劈包括中心竖板和连接在所述中心竖板两侧的侧翼板，所述中心竖板的上端与所述横向支撑固定连接，下端与所述底板固定连接，每个侧翼板与所述中心竖板转动连接使所述侧翼板能够绕竖直方向旋转以调整所述侧翼板与所述中心竖板的夹角，所述侧翼板的下端设置与所述底板可拆卸连接的连接件，所述侧翼板具有能够拓展侧翼板宽度的延长翼，多个粗糙元固定分布在所述尖劈一侧的底板上。

4、本实用新型还具有以下优选设计：

5、本实用新型所述侧翼板通过合页与所述中心竖板转动连接。

6、本实用新型所述侧翼板下端设置的连接件为插销，所述底板上开设与所述插销对应的若干插孔。

7、本实用新型所述延长翼设置于所述侧翼板背面，所述侧翼板上开设有限位孔，所述延长翼为开设有条形滑槽的钢板，通过螺栓穿入所述条形滑槽连接在所述限位孔内来固定所述延长翼。中心竖板两侧的两个侧翼板相同，并沿中心竖板对称设置，各个侧翼板的延长翼也相同。

8、本实用新型的所述横向支撑为槽钢，所述横向支撑与所述风洞试验段的顶壁之间具有间隙，所述横向支撑通过斜向设置的加强槽钢与所述风洞试验段的顶壁连接。

9、本实用新型的所述底板为磁性板，所述粗糙元为磁性粗糙元。

10、本实用新型的所述粗糙元包括亚克力板和强力磁铁，所述亚克力板开设与所述强力磁铁外形匹配的孔洞，使所述强力磁铁嵌入所述孔洞内。

11、本实用新型具有以下有益效果：

12、1.本实用新型将可调节侧翼板角度、宽度的尖劈和粗糙元结合在一起形成了多功能的大气边界层被动模拟装置，通过改变尖劈侧翼板的角度和延长翼向外拉出的长度，以调节尖劈的迎风形态来改变整个大尺度风洞的流场特征，通过改变粗糙元的摆放排列方式来改变近地面的风速剖面和湍流度剖面。

13、2.本实用新型的粗糙元为磁性粗糙元，方便叠加，可以通过叠加粗糙元层数的方式，调整近地处的挡风效应以适应不同地貌类型的模拟要求，轻质的亚克力板粗糙元大大的降低了更换调整的难度。

14、综上，本实用新型增加了尖劈和粗糙元的适用范围，使之能适用大尺度的风洞的各类地貌粗糙度类型。

技术特征：

1.一种大尺度风洞边界层的模拟组合装置，包括设置在风洞试验段的多个尖劈和多个粗糙元，其特征在于：还包括横跨所述风洞试验段顶部的横向支撑以及设置于所述风洞试验段底壁的底板，所述尖劈包括中心竖板和连接在所述中心竖板两侧的侧翼板，所述中心竖板的上端与所述横向支撑固定连接，下端与所述底板固定连接，每个侧翼板与所述中心竖板转动连接使所述侧翼板能够绕竖直方向旋转以调整所述侧翼板与所述中心竖板的夹角，所述侧翼板的下端设置与所述底板可拆卸连接的连接件，所述侧翼板具有能够拓展侧翼板宽度的延长翼，多个粗糙元固定分布在所述尖劈一侧的底板上。

2.根据权利要求1所述的大尺度风洞边界层的模拟组合装置，其特征在于：所述侧翼板通过合页与所述中心竖板转动连接。

3.根据权利要求2所述的大尺度风洞边界层的模拟组合装置，其特征在于：所述侧翼板下端设置的连接件为插销，所述底板上开设与所述插销对应的若干插孔。

4.根据权利要求3所述的大尺度风洞边界层的模拟组合装置，其特征在于：所述延长翼设置于所述侧翼板背面，所述侧翼板上开设有限位孔，所述延长翼为开设有条形滑槽的钢板，通过螺栓穿入所述条形滑槽连接在所述限位孔内来固定所述延长翼。

5.根据权利要求1至4任意一项所述的大尺度风洞边界层的模拟组合装置，其特征在于：所述横向支撑为槽钢，所述横向支撑与所述风洞试验段的顶壁之间具有间隙，所述横向支撑通过斜向设置的加强槽钢与所述风洞试验段的顶壁连接。

6.根据权利要求5所述的大尺度风洞边界层的模拟组合装置，其特征在于：所述底板为磁性板，所述粗糙元为磁性粗糙元。

7.根据权利要求6所述的大尺度风洞边界层的模拟组合装置，其特征在于：所述粗糙元包括亚克力板和强力磁铁，所述亚克力板开设与所述强力磁铁外形匹配的孔洞，使所述强力磁铁嵌入所述孔洞内。

技术总结
本技术公开了一种大尺度风洞边界层的模拟组合装置，包括设置在风洞试验段的多个尖劈和多个粗糙元，还包括横跨所述风洞试验段顶部的横向支撑以及设置于所述风洞试验段底壁的底板，所述尖劈包括中心竖板和连接在所述中心竖板两侧的侧翼板，所述中心竖板的上端与所述横向支撑固定连接，下端与所述底板固定连接，每个侧翼板与所述中心竖板转动连接使所述侧翼板能够绕竖直方向旋转以调整所述侧翼板与所述中心竖板的夹角，所述侧翼板的下端设置与所述底板可拆卸连接的连接件，所述侧翼板具有能够拓展侧翼板宽度的延长翼，多个粗糙元固定分布在所述尖劈一侧的底板上。本技术可用于模拟大尺度风洞的多种地面粗糙度类型。

技术研发人员：黄文俊,肖丹玲,仇建磊,郑亮,张名峻
受保护的技术使用者：广东省建筑科学研究院集团股份有限公司
技术研发日：20220923
技术公布日：2024/1/12