一种基于下击暴流风洞的试验研究装置的制作方法

本实用新型涉及风洞技术领域，尤其是涉及一种能够模拟自然界强对流天气的基于下击暴流风洞的试验研究装置。

背景技术：

风洞是能人工产生和控制气流以模拟飞行器或物体周围气体的流动，并可量度气流对物体的作用以及观察物理现象的一种管道实验设备。随着科技的进步，风洞向着高雷诺数、低噪音、流场指标好、均匀性的方向发展。风洞可以对下击暴流环境进行模拟，下击暴流是指一种雷暴云中局部性的强下沉气流，到达地面后会产生一股直线型大风，越接近地面风速会越大，最大地面风力可达十五级。在模拟下击暴流环境的风洞中，动力段是风洞的核心，现有风洞的动力段通常将风机外置，但风机外置容易产生大的噪音，影响环境；同时，现有风洞体积庞大，风向通常固定，无法改变，使得试验环境较单一。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种噪音低，并且能够改变风向，更真实地模拟自然环境的基于下击暴流风洞的试验研究装置。

为实现上述目的，本实用新型提出如下技术方案：一种基于下击暴流风洞的试验研究装置，包括沿气流方向依次相连通的集气段、动力段、稳定段和收缩段和试验段，所述动力段内设有风机装置，所述风机装置包括支撑机构，及沿气流方向依次设置的整流罩前段、风扇、整流罩中段和整流罩后段，所述整流罩前段和整流罩后段通过所述支撑机构固定在动力段内，并且所述下击暴流风洞装置的轴线与水平面的法线之间的夹角范围为0～20度。

优选地，所述支撑机构包括前支撑片和后支撑片，所述整流罩前段通过前支撑片固定在动力段内，所述整流罩后段通过后支撑片固定在动力段内。

优选地，所述动力段包括动力前段和动力后段，所述整流罩前段和整流罩中段设于所述动力前段内，所述整流罩后段设于所述动力后段内。

优选地，所述风扇包括桨毂、若干个扇叶，及驱动电机，所述扇叶设于桨毂上，所述驱动电机与桨毂相连接。

优选地，所述集气段包括进气口端和出气口端，所述出气口端与动力段相连接，且所述集气段的进气口端向出气口端的横截面积逐渐减小。

优选地，所述稳定段内沿气流方向依次设有蜂窝器和若干层阻尼网。

优选地，所述收缩段包括入口端和出口端，所述入口端与稳定段相连接，所述收缩段的入口端向出口端的横截面积依次减小。

本实用新型的有益效果是：

(1)通过将风机装置设置在动力段内，可提高装置的风速均匀性、降低湍流度、减少气流偏角以及降低本装置噪音；

(2)该装置还可以通过旋转调整风向，模拟更真实的自然环境、提高试验研究的多面性，为探究试验提供更充分的数据，为研究者提供理论支撑，并且该装置整体还可以移动，提高使用的便捷性。

附图说明

图1是本实用新型的正视示意图；

图2是图1旋转示意图。

附图标记：1、集气段，11、进气口端，12、出气口端，2、动力段，21、动力前段，22、动力后段，3、稳定段，31、蜂窝器，32、阻尼网，4、收缩段，41、入口端，42、出口端，5、风机装置，51、整流罩前段，52、整流罩中段，53、整流罩后段，54、风扇，55、支撑机构，551、前支撑片，552、后支撑片。

具体实施方式

下面将结合本实用新型的附图，对本实用新型实施例的技术方案进行清楚、完整的描述。

如图1所示，本实用新型所揭示的一种基于下击暴流风洞的试验研究装置，包括沿气流方向依次相连通的集气段1、动力段2、稳定段3和收缩段4。

具体地，集气段1整体成呈喇叭形，其具有进气口端11和出气口端12，出气口端12与动力段2相连接。集气段1的进气口端11向出气口端12的横截面积依次减小，有效增大了集气段1与空气的接触面，使空气更好的进入该装置。

动力段2内设有能够产生定常风(即风速不随时间变化的风)，并且噪音低的风机装置5，该风机装置5可以使气流以一定的速度在风洞装置中流动。风机装置5包括整流罩前段51、整流罩中段52、整流罩后段53、风扇54，及支撑机构55，其中，整流罩前段51、整流罩中段52和整流罩后段53沿气流方向依次设置，并且风扇54设置在整流罩前段51和整流罩中段52之间。整流罩前段51和整流罩后段53通过支撑机构55固定在动力段2内。支撑机构55包括前支撑片551和后支撑片552，整流罩前段51通过前支撑片551固定在动力段2内，即前支撑片551的一端与整流罩前段51的外壁固定连接，另一端与动力段的内壁固定连接，整流罩后段53通过后支撑片552固定在动力段2内，即后支撑片552的一端与整流罩后段53的外壁固定连接，另一端与动力段的内壁固定连接。实施时，整流罩的整体外形采用流线型旋转体，使得整流罩的阻力相对较小，动力段2输出的气流也相对均匀。

进一步地，风扇54包括桨毂、若干个扇叶，及驱动电机。其中，扇叶设于桨毂上，驱动电机与桨毂相连接。驱动电机通过驱动桨毂驱动扇叶转动，可精确控制气流的速度，提高风洞内的气流压力。具体实施时，扇叶的数量以10个为最佳。

本实施例中，动力段2包括相连接的动力前段21和动力后段22，两者之间形成一气流通道，整流罩前段51和整流罩中段52设于动力前段21内，整流罩后罩设于动力后段22内。当然，动力段2也可以采用一体成型的方式形成。

如图1所示，稳定段3内沿气流方向依次设有蜂窝器31和若干层阻尼网32，其中，蜂窝器31用于导向和分割气流大漩涡，有利于加快旋涡的衰减。蜂窝器31上的蜂窝格子的截面形状可选自圆形、矩形、六边形中的一种，当然，也可以选择其他的形状。具体实施时，以蜂窝格子的截面形状为正六边形最佳。

如图1所示，收缩段4包括入口端41和出口端42。其中，入口端41与稳定段3相连接。实施时，收缩段4的入口端41向出口端42的横截面积依次减小，使得出口端的气流速度可达12m/s。

进一步地，本实用新型所述的下击暴流风洞装置还包括试验段(图未示)，试验段直径为600mm，可使最大风速达到12m/s，并且该装置整体可以移动，移动的最大行程为1500mm，最大移动速度为20mm/s，提高使用的便捷性。

如图2所示，该试验研究装置上还设有旋转机构(图未示)，通过该旋转机构可使得下击暴流风洞装置转动，转动过程时，其轴线与水平面X的法线Y的夹角为A，A的范围为0°～20°。通过将整体装置旋转，进而可以调整风向，便于模拟更真实的自然环境，做多重试验。具体实施时，旋转机构可采用齿轮转动机构。

本实用新型的技术内容及技术特征已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本实用新型的教示及揭示而作种种不背离本实用新型精神的替换及修饰，因此，本实用新型保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本实用新型的替换及修饰，并为本专利申请权利要求所涵盖。