專利名稱：一種可視化微型風洞試驗臺的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種用于汽車、火車、飛機、地鐵列車等的流體動力性能測試的風 洞試驗裝置，屬于一種模擬試驗裝置。
背景技術：
在汽車、火車、飛機、地鐵列車等的設計過程中，空氣動力學指標是一項重要 參數，它對設計對象的動力性、經濟性、操縱穩(wěn)定性等有著極其重要的影響?？諝鈩恿?學的研究主要有兩種方法，一種是利用CFD方法進行數值模擬，另一種則是進行風洞試 驗。在風洞試驗法中，常使用風洞來產生一段氣體均勻流動的區(qū)域，在這段區(qū)域內模擬 汽車、火車、飛機、地鐵列車等在高速行駛時所受的空氣阻力作用。建立一個大規(guī)模的 汽車風洞耗資巨大，風洞試驗周期也較長，一般的學校和科研院所難以具備進行風洞試 驗的條件。發(fā)明內容
本發(fā)明的目的是提供一種可視化微型風洞試驗臺裝置，通過控制壓縮氣體進入 裝置時的流速和流量形成風力場，對按照一定比例制作的試驗模型進行等比例的風洞試 驗，降低風洞試驗的成本并實現(xiàn)風洞試驗的可視化。
本發(fā)明所采用的技術方案是一種可視化微型風洞試驗臺裝置，主要包括透 明空間殼體、進口錐形過渡段、出口錐形過渡段、氣體進口管道、氣體出口管道、支撐 平臺、一定比例試驗模型、水平力傳感器、豎直力傳感器、進氣調節(jié)閥、風速儀和儲氣 瓶，透明空間殼體通過進口錐形過渡段及出口錐形過渡段分別與氣體進口管道和氣體出 口管道相連，透明空間殼體內安裝有支撐平臺，一定比例試驗模型固定并支撐在支撐平 臺上，支撐平臺下部與水平力傳感器和豎直力傳感器相連，氣體進口管道安裝有進氣調 節(jié)閥，用于調節(jié)氣體的流速及流量，進口錐形過渡段內安裝有風速儀，氣體進口管道與 儲存壓縮空氣的儲氣瓶相連。
本發(fā)明一種可視化微型風洞試驗臺裝置，其透明空間殼體可以為圓柱形、圓錐 形或者立方體形。
本發(fā)明一種可視化微型風洞試驗臺裝置，支撐平臺有沿其中心轉動的結構，支 撐平臺下部安裝扭矩傳感器等其他多種測試裝置，用以測試一定比例模型與風速成一定 角度時的受力情況。
本發(fā)明一種可視化微型風洞試驗臺裝置，一定比例模型可以是汽車模型、火車 模型、飛機模型或地鐵列車模型，也可以為摩天大樓等的建筑模型，模型更換容易，適 用的測試范圍寬。
本發(fā)明一種可視化微型風洞試驗臺裝置，其透明空間殼體由玻璃、透明塑料等 材料制成，透明塑料包括聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚丙烯(PP)， 聚苯乙烯(PS)等。
本發(fā)明一種可視化微型風洞試驗臺裝置，其氣體進口管道前裝有溫度調節(jié)箱， 可調節(jié)進入氣體的溫度，以模擬不同溫度條件下氣流對試驗模型的作用。本發(fā)明的有益效果是本發(fā)明的裝置，可以直觀地顯示試驗模型在風洞中的受 力情況及其變化，將風洞裝置小型化，通過控制所通入壓縮空氣的流速和流量來實現(xiàn)對 風洞中空氣流場的控制，降低了進行風洞試驗的成本，結構輕巧，易于操作，并便于與 CAE模擬實驗進行對比分析。另外，利用這種裝置進行模擬試驗，所獲得的數據，為新 品汽車、火車、飛機、地鐵列車的設計、開發(fā)提供了第一手資料。


圖1是本發(fā)明一種可視化微型風洞試驗臺的結構示意圖。圖中，1-透明空間殼體，2-進口錐形過渡段，3-出口錐形過渡段，4-氣體進口 管道，5-氣體出口管道，6-支撐平臺，7-—定比例試驗模型，8-水平力傳感器，9-豎直 力傳感器，10-進氣調節(jié)閥，11-風速儀，12-儲氣瓶，13-溫度調節(jié)箱。
具體實施例方式下面結合附圖對本發(fā)明的結構原理和工作原理作詳細說明。參照圖1，可視化微型風洞試驗臺裝置包括一個透明空間殼體1，透明空間殼體 1通過進口錐形過渡段2及出口錐形過渡段3分別與氣體進口管道4和氣體出口管道5相 連，透明空間殼體1內安裝有支撐平臺6，支撐平臺6可用于固定和支撐進行風洞試驗的 一定比例試驗模型7，支撐平臺6下部與水平力傳感器8和豎直力傳感器9相連，氣體進 口管道4安裝有進氣調節(jié)閥10，進口錐形過渡段2內安裝有風速儀11，氣體進口管道與 儲存壓縮空氣的儲氣瓶12相連。所述透明空間殼體1可以為圓柱形、圓錐形或者立方體形，可由玻璃、透明塑 料等材料制成。所述支撐平臺6可以轉動，支撐平臺6下部還可以安裝扭矩傳感器，用以測試一 定比例模型與風速成一定角度時的受力情況。所述一定比例模型7可以是汽車模型、火車模型、飛機模型或地鐵列車模型， 也可以為摩天大樓等的建筑模型，模型更換容易，適用的測試范圍寬。所述氣體進口管道4前裝有溫度調節(jié)箱13，可調節(jié)進入氣體的溫度，以模擬不 同溫度條件下氣流對試驗模型的作用。本發(fā)明的工作原理是進行風洞試驗前計算一定比例試驗模型7所受風力場的 空氣流速，將一定比例試驗模型7固定于支撐平臺6上，將氣體進口管道4與壓縮空氣儲 氣瓶12相連，打開進氣調節(jié)閥10，使壓縮空氣進入透明空間殼體1內，改變進氣調節(jié)閥 10的開度使風速儀11測得的空氣流速與計算值相符，通過透明空間殼體1觀察一定比例 試驗模型7受到壓縮空氣作用時的變化，由于壓縮空氣在透明空間殼體1內流動形成風力 場的作用，一定比例試驗模型7在水平和豎直方向上的受力均會發(fā)生變化，可以分別通 過水平力傳感器8和豎直力傳感器9讀出一定比例試驗模型7在風洞中所受水平力和豎直 力的變化情況。為對模型在一定溫度氣流作用下的情況進行研究，還可以在氣體進口管 道4之前安裝溫度調節(jié)箱13，調節(jié)進入透明空間殼體1的氣流溫度，從而實現(xiàn)對試驗模型進行不同溫度下的風洞試驗。
權利要求
1.一種可視化微型風洞試驗臺，其特征在于，主要包括透明空間殼體、進口錐形 過渡段、出口錐形過渡段、氣體進口管道、氣體出口管道、支撐平臺、一定比例試驗模 型、水平力傳感器、豎直力傳感器、進氣調節(jié)閥、風速儀和儲氣瓶，透明空間殼體通過 進口錐形過渡段及出口錐形過渡段分別與氣體進口管道和氣體出口管道相連，透明空間 殼體內安裝有支撐平臺，一定比例試驗模型固定并支撐在支撐平臺上，支撐平臺下部與 水平力傳感器和豎直力傳感器相連，氣體進口管道安裝有進氣調節(jié)閥，進口錐形過渡段 內安裝有風速儀，氣體進口管道與儲存壓縮空氣的儲氣瓶相連。
2.根據權利要求1所述的一種可視化微型風洞試驗臺，其特征在于透明空間殼體 為圓柱形、圓錐形或者立方體形。
3.根據權利要求1所述的一種可視化微型風洞試驗臺，其特征在于透明空間殼體 由玻璃或透明塑料材料制成。
4.根據權利要求1所述的一種可視化微型風洞試驗臺，其特征在于支撐平臺有沿 其中心轉動的結構，支撐平臺下部安裝扭矩傳感器。
5.根據權利要求1所述的一種可視化微型風洞試驗臺，其特征在于氣體進口管道 前裝有溫度調節(jié)箱。
6.根據權利要求1所述的一種可視化微型風洞試驗臺，其特征在于一定比例模型 是汽車模型、火車模型、飛機模型或地鐵列車模型，亦或建筑模型。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種可視化微型風洞試驗臺，屬于一種模擬試驗裝置，該裝置的透明空間殼體通過進口錐形過渡段及出口錐形過渡段分別與氣體進口管道和氣體出口管道相連，透明空間殼體內安裝有支撐平臺，支撐平臺可用于固定并支撐進行風洞試驗的一定比例試驗模型，支撐平臺下部與水平力傳感器和豎直力傳感器相連，氣體進口管道安裝有進氣調節(jié)閥，進口錐形過渡段內安裝有風速儀，氣體進口管道與儲存壓縮空氣的儲氣瓶相連，通過改變進氣調節(jié)閥的開度可在透明空間殼體內形成所需風洞，可直接觀察一定比例試驗模型在風洞中的受力情況，并可讀出模型在風洞中受到的水平力和豎直力。本發(fā)明所涉及的裝置結構輕巧，易于操作，并便于與CAE模擬實驗進行對比分析。
文檔編號G01M9/06GK102023080SQ20101051353
公開日2011年4月20日 申請日期2010年10月13日 優(yōu)先權日2010年10月13日
發(fā)明者丁玉梅, 彭威, 楊衛(wèi)民 申請人:北京化工大學