[實用新型]地形風場特性風洞試驗測試系統

有效

• 申請號: 201821829607.0
• 申請日: 2018-11-07
• 公開（公告）號: CN208902376U
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 殷梅子;鄒云峰;何旭輝;陳清虎;陳舟;付正億
• 申請（專利權）人: 中南大學;高速鐵路建造技術國家工程實驗室
• 主分類號: G01M9/04
• 分類號: G01M9/04;G01M9/06
• 代理公司: 長沙智嶸專利代理事務所(普通合伙) 43211
• 代理人: 劉宏

本實用新型公開了一種地形風場特性風洞試驗測試系統，地形風場特性風洞試驗測試系統用于獲取復雜地形的風場特性及分布情況，包括用于模擬實際地形的地形模型、安裝于風洞地面轉盤上的用于安裝地形模型并調節地形模型風向角的風向角調節裝置以及用于安裝測試儀器的測試支架，測試支架處于地形模型的待測測試點上，測試支架上沿高度方向設有多個用于安裝測試儀器的連接件，通過分別安裝于多個連接件上的測試儀器測得測試點處不同高度的風速，測試儀器的探針正對風洞來流。

技術領域

本實用新型涉及地形風場特性測試技術領域，特別地，涉及一種用于獲取復雜地形的風場特性及分布情況的地形風場特性測試系統。

背景技術

準確了解橋址區風場特性是橋梁抗風設計研究的基礎，只有準確掌握橋址區風場特性，明確橋梁設計風速標準，才能為成橋及施工階段風致響應的計算分析提供風參數和風洞模型試驗中大氣邊界層風場的模擬提供目標值，進而為橋梁結構抗風性能評價提供可靠的依據。然而現行規范描述風場特性的數學模型通常僅適用地形平坦、風場環境明確的地形，尚不足以描述復雜地形的風環境。針對復雜地形風特性的主要研究手段有四種，即理論分析、現場實測、數值模擬和風洞試驗。但理論分析對于實際復雜地形的氣流繞流問題，很難從理論上求解；針對橋址區的現場實測資料可信度較高，相對真實地反映了觀測站位置的局部空氣流動特性，但基于現場實測資料來推算橋址區風場特性的分析方法需要建立足夠數量的觀測站，且需要持續相當長的觀測周期，投資較大，且對于復雜地形橋址區，在主梁和橋塔位置處建立觀測站的難度較大；數值模擬方法能減少人力和資源的投入，但是由于目前數值模擬技術在湍流與分離流中的局限性，數值模擬計算結果的精度有限，大多地形風場特性數值模擬只能針對形式較簡單的山體地形，實際復雜地形的數值模擬結果與現場實測或風洞試驗結果偏差較大；地形模型風洞試驗通常以實際地形為參照，按照一定縮尺比制作出反映實際地形特征的地形模型，以獲取特定位置的風特性以及整個復雜地形區域內的風場分布，但現有的地形模型風洞試驗僅能獲取局部區域風場特性，無法模擬獲得整個地形不同風向角下的風場分布。

實用新型內容

本實用新型提供了一種地形風場特性風洞試驗測試系統，以解決現有地形風場特性風洞試驗無法模擬獲得整個地形不同風向角下的風場分布的技術問題。

根據本實用新型的一個方面，提供一種地形風場特性風洞試驗測試系統，用于獲取復雜地形的風場特性及分布情況，包括用于模擬實際地形的地形模型、安裝于風洞地面轉盤上的用于安裝地形模型并調節地形模型風向角的風向角調節裝置以及用于安裝測試儀器的測試支架，測試支架處于地形模型的待測位置上，測試支架上沿高度方向設有多個用于安裝測試儀器的連接件，通過分別安裝于多個連接件上的測試儀器測得測試點處不同高度的風速，測試儀器的探針正對風洞來流。

進一步地，測試支架固定于試驗室地面并處于風向角調節裝置的旋轉中心線上，并依次貫穿位于試驗室地面上方的風洞地面、風洞地面轉盤、風向角調節裝置以及地形模型伸出至地形模型上方；連接件布設于測試支架的外伸部分上；通過移動調節地形模型在風向角調節裝置上的位置以使地形模型的待測點處于風向角調節裝置的旋轉中心線上；測試儀器通過連接件固接在測試支架上，測試儀器的探針始終正對風洞來流且測試儀器的探針與風洞來流相對位置固定。

進一步地，地形模型的待測測試點處設有用于穿設測試支架的測試通孔，風向角調節裝置包括安裝于風洞地面轉盤上的用于安裝地形模型的模型轉盤，模型轉盤上設有與地形模型的測試通孔相對的用于穿設測試支架的轉盤通孔，測試支架的外伸端依次穿過風洞地面轉盤的中心通孔、待測測試點下方的轉盤通孔以及待測測試點處的測試通孔并通過安裝于多個連接件上的多個測試儀器測得測試點處不同高度的風速；通過風洞地面轉盤帶動模型轉盤繞測試支架轉動以獲取測試點處不同高度和不同風向角下的風場特性。

進一步地，模型轉盤的徑向尺寸大于或等于地形模型的徑向尺寸，風向角調節裝置還包括設于模型轉盤底面并位于風洞地面轉盤周圍的滑輪，通過滑輪在風洞地面上滑動以減少風洞地面轉盤帶動模型轉盤繞測試支架轉動時的阻力。