[發(fā)明專利]一種龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210413944.6
• 申請日: 2022-04-20
• 公開（公告）號: CN114722718A
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王浩;張寒;吳同;郎天翼;茅建校;杜長青;劉驍繁
• 申請（專利權(quán)）人: 東南大學(xué)
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G01M9/08
• 代理公司: 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司 32200
• 代理人: 王美章

1.一種龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置，其特征在于，包括：

主控計(jì)算機(jī)、攻角調(diào)控裝置、入口風(fēng)速測試模塊以及龍卷風(fēng)模擬器內(nèi)部PIV模塊，其中，所述主控計(jì)算機(jī)與攻角調(diào)控裝置、入口風(fēng)速測試模塊以及龍卷風(fēng)模擬器內(nèi)部PIV模塊之間采用無線連接傳輸數(shù)據(jù)；

所述攻角調(diào)控裝置包括：入流外延段，包括多個(gè)，多個(gè)所述入流外延段環(huán)形布置于龍卷風(fēng)模擬器入流區(qū)的外圍，每個(gè)入流外延段內(nèi)均設(shè)有：

兩塊導(dǎo)流板，分別是第一導(dǎo)流板和第二導(dǎo)流板，所述第一導(dǎo)流板通過第一水平轉(zhuǎn)軸設(shè)置在入流外延段內(nèi)腔上部，所述第二導(dǎo)流板通過第二水平轉(zhuǎn)軸設(shè)置在入流外延段內(nèi)腔下部且第二導(dǎo)流板與第一導(dǎo)流板平行布置；

轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)裝置，用于驅(qū)動(dòng)所述水平轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以帶動(dòng)兩塊導(dǎo)流板以相同的轉(zhuǎn)動(dòng)角度進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，兩塊導(dǎo)流板在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中始終保持平行；

入口風(fēng)速測試模塊，布置在兩塊導(dǎo)流板之間。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置，其特征在于，

還包括兩個(gè)折棚風(fēng)擋，分別是第一折棚風(fēng)擋和第二折棚風(fēng)擋，所述入流外延段側(cè)壁靠近龍卷風(fēng)模擬器入流區(qū)的一端通過所述第一折棚風(fēng)擋與第一導(dǎo)流板連接，入流外延段側(cè)壁靠近龍卷風(fēng)模擬器入流區(qū)的一端通過所述第二折棚風(fēng)擋與第二導(dǎo)流板連接。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置，其特征在于，

所述導(dǎo)流板的第一階自振頻率高于10Hz。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置，其特征在于，兩根所述水平轉(zhuǎn)軸兩端伸入入流外延段側(cè)壁內(nèi)，兩根水平轉(zhuǎn)軸通過齒輪傳動(dòng)組各與一套轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)裝置相連；所述轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)裝置固定在其支撐軸上。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置，其特征在于，所述齒輪傳動(dòng)組的傳動(dòng)誤差不高于0.01度。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置，其特征在于，所述轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)裝置為伺服電機(jī)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1~6中任一所述龍卷風(fēng)試驗(yàn)入口攻角智能調(diào)控裝置的調(diào)控方法，其特征在于，若試驗(yàn)所需為非連續(xù)變化的入流攻角，在主控計(jì)算機(jī)上預(yù)設(shè)多個(gè)模數(shù)化攻角，試驗(yàn)時(shí)主控計(jì)算機(jī)根據(jù)預(yù)設(shè)模數(shù)化攻角將調(diào)控命令傳送至轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)裝置，使兩平行導(dǎo)流板同步轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度；接著，打開龍卷風(fēng)模擬器，使氣流經(jīng)過輔助裝置進(jìn)入龍卷風(fēng)模擬器入流區(qū)，風(fēng)速測試模塊與模擬器內(nèi)部PIV模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測得到流場資料，并傳輸至主控計(jì)算機(jī)；最后，主控計(jì)算機(jī)判定流場穩(wěn)定且滿足要求，即可開始試驗(yàn)；

若試驗(yàn)所需為連續(xù)變化的入流攻角，在主控計(jì)算機(jī)上輸入試驗(yàn)所需的入流攻角變化曲線，試驗(yàn)時(shí)主控計(jì)算機(jī)根據(jù)給定的變化曲線和預(yù)設(shè)頻率將對應(yīng)的攻角調(diào)控命令傳送至轉(zhuǎn)角驅(qū)動(dòng)裝置，使兩平行導(dǎo)流板同步、連續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)相應(yīng)角度，從而實(shí)現(xiàn)入流攻角的連續(xù)調(diào)控；接著，使氣流經(jīng)過輔助裝置進(jìn)入龍卷風(fēng)模擬器入流區(qū)，并按照預(yù)設(shè)變化曲線連續(xù)調(diào)控所需入流攻角，模擬器內(nèi)部PIV模塊實(shí)時(shí)監(jiān)測得到內(nèi)部風(fēng)場結(jié)構(gòu)并反饋至主控計(jì)算機(jī)，主控計(jì)算機(jī)通過風(fēng)場特征參數(shù)解析算法提取內(nèi)部流場的實(shí)際攻角，并與目標(biāo)風(fēng)場攻角比對進(jìn)行誤差判斷；若攻角誤差不滿足要求，則通過機(jī)器學(xué)習(xí)優(yōu)化算法建立當(dāng)前入口攻角與風(fēng)場內(nèi)部實(shí)際攻角的關(guān)系，實(shí)現(xiàn)攻角調(diào)控量的自主分析，并將攻角調(diào)控量傳輸至攻角調(diào)控裝置；

最后，攻角調(diào)控裝置按照指令變化入口攻角，并再次進(jìn)行上述反饋迭代過程，直至誤差滿足要求，從而實(shí)現(xiàn)入流攻角的智能調(diào)控。