[發明專利]戈壁綜合環境風洞模擬裝置

在審

• 申請號: 201711158979.5
• 申請日: 2017-11-20
• 公開（公告）號: CN107991055A
• 公開（公告）日: 2018-05-04
• 發明（設計）人: 王旭;陳增順;李華強;周霄
• 申請（專利權）人: 重慶交通大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司11275
• 代理人: 趙榮之

技術領域

本發明屬于環境風洞模擬裝置領域，具體涉及一種戈壁綜合環境風洞模擬裝置。

背景技術

戈壁主要指地面幾乎被粗沙、礫石所覆蓋，植物稀少的荒漠地帶。中國的戈壁廣泛分布于溫都爾廟—百靈廟—鄂托克旗—鹽池一線以西北的廣大荒漠、半荒漠平地，總面積約45.5萬平方千米。戈壁的地表是黃土還有稍微大一點的砂石混合組成的，在起風的時候吹起的大多是塵土，風力大時也會出現飛沙走石的環境情況。除風沙環境外，戈壁還具有高太陽輻射，以及降雨、降雪的環境情況。

當前對于環境的風洞實驗裝置多為針對飛機或宇航領域中流體力學的研究，對于戈壁綜合環境風洞的模擬裝置近乎沒有。而戈壁作為我國領土具有一定覆蓋面積的地形地貌，其綜合環境的模擬研究對于汽車及無人機在戈壁中的行駛、飛行具有很重要的實際指導意義。

因此，有必要研究出一種戈壁綜合環境風洞模擬裝置，具有模擬戈壁出現風沙、風雪、風雨、高太陽能輻射環境的功能。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種戈壁綜合環境風洞模擬裝置，具有模擬戈壁出現風沙、風雪、風雨、高太陽能輻射環境的功能。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種戈壁綜合環境風洞模擬裝置，包括順次設置的動力段、雪花段和測試段，所述風力段內設有風機；所述雪花段內設有雪花發生裝置；所述測試段入口處設有沙礫發生裝置，測試段下壁設有承載實驗模型的旋轉臺，測試段上壁位于所述旋轉臺正上方區域設有淋雨裝置，上壁其余區域設有若干太陽能輻射燈。

優選的，所述雪花發生裝置包括周向設置在雪花段內的若干液氮噴頭和水噴頭，所述液氮噴頭通過液氮管路與液氮源連接，所述水噴頭通過水管路與壓力水源連接；所述液氮管路與水管路外側分別加設有與其連通的第一氣管路和第二氣管路，所述第一氣管路和第二氣管路均與壓力氣源連接。

優選的，所述水管路外表面加設有保溫套。

優選的，所述沙礫發生裝置包括沙礫罐和空氣壓縮機；所述空氣壓縮機通過出風管向沙礫罐出口處鼓風，鼓風后攜帶的沙礫經送沙管排入測試段入口處。

優選的，所述測試段入口處設有溫度風量檢測器；所述風機上設有風力控制閥；所述液氮源、壓力水源、壓力氣源出口處分別設有液氮控制閥、水源控制閥和氣源控制閥；所述沙礫罐和空氣壓縮機出口處分別設有下沙量調節閥和風速調節閥。

優選的，所述淋雨裝置包括與壓力水源連通的管板和與管板連通并設置在其下方的若干雨噴嘴；所述管板中部通過萬向球鉸支座與測試段上壁連接，管板四邊通過電動伸縮桿與測試段上壁連接。

優選的，還包括順次設置在動力段和雪花段之間的擴散段和穩定段；所述擴散段內徑沿進風方向逐漸擴大至與穩定段內徑相同；所述穩定段內徑與雪花段內徑相同。

優選的，所述穩定段內設有蜂窩器或濾流網。

優選的，還包括設置在雪花段和測試段之間的混合收縮段；所述混合收縮段內徑沿進風方向逐漸縮小至與測試段內徑相同。

優選的，所述測試段入口與旋轉臺之間設有導流板，所述導流板的葉片呈細長菱形狀。

本發明的有益效果在于：

1、本發明可實現模擬并測試風沙、風雪、風雨、高太陽能輻射綜合環境對汽車或無人機的影響。

2、本發明可模擬戈壁地形晝夜溫差大的環境特點，即白天的高溫通過太陽能輻射燈照射實現；晚上的低溫通過只噴射液氮，風機鼓風產生冷氣實現。

3、本發明采用的液氮噴頭和水噴頭是周向設置的，風洞內產生雪花的填充混合率更高，制造大批量雪花的能力更好。

4、本發明采用的擴散段、穩定段和混合收縮段可使氣流及風速更加穩定。

5、本發明采用的溫度風量檢測器及多個控制閥，實現對風雪流量及溫度的調控，溫度通過調節水源溫度實現，同時也可實現對揚沙速度和揚沙量的調節，實驗人員可根據使用需求，更為靈活的設定并調節風洞輸入環境的條件值。

附圖說明

為了使本發明的目的、技術方案和有益效果更加清楚，本發明提供如下附圖進行說明：

圖1為本發明整體結構剖視圖；

圖2為圖1中A區域局部放大示意圖；

圖3為圖1中B區域局部放大示意圖；

圖4為圖1中C區域局部放大示意圖。