[實用新型]模擬背景風和波浪聯合作用的移動龍卷風風洞

有效

• 申請號: 201920753419.2
• 申請日: 2019-05-23
• 公開（公告）號: CN209820737U
• 公開（公告）日: 2019-12-20
• 發明（設計）人: 楊慶山;李大隆;曹曙陽;閆渤文;李珂
• 申請（專利權）人: 重慶大學
• 主分類號: G01M9/02
• 分類號: G01M9/02
• 代理公司: 50247 重慶航圖知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 胡小龍

本實用新型公開了一種模擬背景風和波浪聯合作用的移動龍卷風風洞，包括：風洞流道；風洞風機，用于產生背景風；波浪槽，用于模擬波浪；龍卷風模擬裝置，用于模擬移動狀態下的龍卷風；風洞流道的頂面設有位于波浪槽上方的模擬試驗通孔，模擬試驗通孔上安裝設有二維平面移動裝置；二維平面移動裝置包括覆蓋在模擬試驗通孔上的軟質遮擋帶，軟質遮擋帶上設有模擬風口，且軟質遮擋帶的兩端分別設有模擬風口移動機構；模擬風口移動機構包括用于收放卷軟質遮擋帶的收放卷輥和用于驅動收放卷輥沿其軸向方向移動的軸向移動機構；龍卷風模擬裝置包括與模擬風口同步移動的龍卷風模擬器安裝架，龍卷風模擬器安裝架上安裝設有龍卷風模擬器。

技術領域

本實用新型屬于風洞技術領域，具體的為一種模擬背景風和波浪聯合作用的移動龍卷風風洞。

背景技術

海洋環境中有豐富的資源，在當今全球資源、能源供應緊張與人口迅速增長的矛盾日益突出的情況下，開發及利用海洋資源已經是全球經濟發展的趨勢。但海洋環境十分復雜，時常面臨多種荷載耦合作用對海洋工程帶來損壞。其中就存在龍卷風、波浪和背景風三者耦合作用的情況。龍卷風是大氣中最強烈的渦旋現象，局部產生很強的風力和較大的氣壓變化，還常伴隨著雷暴和強降水等災害天氣，破壞力極大。波浪荷載是由波浪水質點與結構的相對運動所引起的，是一種隨機性運動，很難在用數學模型進行準確描述。背景風是指大氣邊界層下的風。

目前，分析波浪荷載與龍卷風風荷載在背景風下對結構的耦合作用的方法，是采用先單獨分析波浪荷載、龍卷風荷載或背景風荷載對結構的作用，再通過疊加的方式，來分析不同荷載耦合作用對結構的響應。這種單獨分析再組合的方法，無法考慮幾種荷載之間的相互影響、相互耦合的效應。而且在實際情況中，龍卷風發生時的風場特性是隨時間和空間的變化的，波浪荷載也是種隨機性運動。因此，現有的技術方法既無法考慮多種荷載的相互作用及耦合效應，同時也無法模擬荷載隨空間、時間的變化情況，從而無法得到多種荷載耦合作用效應下結構的真實響應。

發明內容

有鑒于此，本實用新型的目的在于提供一種模擬背景風和波浪聯合作用的移動龍卷風風洞，能夠模擬在背景風下的龍卷風風荷載以及波浪荷載對結構的耦合作用，并能考慮龍卷風和波浪荷載的隨機性，更準確的分析結構在背景風及兩種不同荷載耦合作用下的真實響應情況。

為達到上述目的，本實用新型提供如下技術方案：

一種模擬背景風和波浪聯合作用的移動龍卷風風洞，包括：

風洞流道；

風洞風機，設置在所述風洞流道內并用于產生背景風；

波浪槽，設置在所述風洞流道的底面上并用于模擬波浪；

龍卷風模擬裝置，用于模擬移動狀態下的龍卷風；

所述風洞流道的頂面設有位于所述波浪槽上方的模擬試驗通孔，所述模擬試驗通孔上安裝設有二維平面移動裝置；

所述二維平面移動裝置包括覆蓋在所述模擬試驗通孔上的軟質遮擋帶，所述軟質遮擋帶上設有模擬風口，且所述軟質遮擋帶的兩端分別設有用于驅動其移動并使所述模擬風口在所述模擬試驗通孔區域內做二維平面移動的模擬風口移動機構；

所述模擬風口移動機構包括用于收放卷所述軟質遮擋帶的收放卷輥和用于驅動所述收放卷輥沿其軸向方向移動的軸向移動機構；

所述龍卷風模擬裝置包括與所述模擬風口同步移動的龍卷風模擬器安裝架，所述龍卷風模擬器安裝架上安裝設有用于模擬龍卷風的龍卷風模擬器。

進一步，所述收放卷輥上設有用于驅動其轉動進而收卷或放卷所述軟質遮擋帶的收放卷驅動機構；所述收放卷驅動機構包括收放卷電機和與所述收放卷電機傳動連接的收放卷變速箱，所述收放卷變速箱的輸出軸與所述收放卷輥傳動連接。