[发明专利]戈壁综合环境风洞模拟装置

说明书

技术领域

本发明属于环境风洞模拟装置领域，具体涉及一种戈壁综合环境风洞模拟装置。

背景技术

戈壁主要指地面几乎被粗沙、砾石所覆盖，植物稀少的荒漠地带。中国的戈壁广泛分布于温都尔庙—百灵庙—鄂托克旗—盐池一线以西北的广大荒漠、半荒漠平地，总面积约45.5万平方千米。戈壁的地表是黄土还有稍微大一点的砂石混合组成的，在起风的时候吹起的大多是尘土，风力大时也会出现飞沙走石的环境情况。除风沙环境外，戈壁还具有高太阳辐射，以及降雨、降雪的环境情况。

当前对于环境的风洞实验装置多为针对飞机或宇航领域中流体力学的研究，对于戈壁综合环境风洞的模拟装置近乎没有。而戈壁作为我国领土具有一定覆盖面积的地形地貌，其综合环境的模拟研究对于汽车及无人机在戈壁中的行驶、飞行具有很重要的实际指导意义。

因此，有必要研究出一种戈壁综合环境风洞模拟装置，具有模拟戈壁出现风沙、风雪、风雨、高太阳能辐射环境的功能。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种戈壁综合环境风洞模拟装置，具有模拟戈壁出现风沙、风雪、风雨、高太阳能辐射环境的功能。

为达到上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种戈壁综合环境风洞模拟装置，包括顺次设置的动力段、雪花段和测试段，所述风力段内设有风机；所述雪花段内设有雪花发生装置；所述测试段入口处设有沙砾发生装置，测试段下壁设有承载实验模型的旋转台，测试段上壁位于所述旋转台正上方区域设有淋雨装置，上壁其余区域设有若干太阳能辐射灯。

优选的，所述雪花发生装置包括周向设置在雪花段内的若干液氮喷头和水喷头，所述液氮喷头通过液氮管路与液氮源连接，所述水喷头通过水管路与压力水源连接；所述液氮管路与水管路外侧分别加设有与其连通的第一气管路和第二气管路，所述第一气管路和第二气管路均与压力气源连接。

优选的，所述水管路外表面加设有保温套。

优选的，所述沙砾发生装置包括沙砾罐和空气压缩机；所述空气压缩机通过出风管向沙砾罐出口处鼓风，鼓风后携带的沙砾经送沙管排入测试段入口处。

优选的，所述测试段入口处设有温度风量检测器；所述风机上设有风力控制阀；所述液氮源、压力水源、压力气源出口处分别设有液氮控制阀、水源控制阀和气源控制阀；所述沙砾罐和空气压缩机出口处分别设有下沙量调节阀和风速调节阀。

优选的，所述淋雨装置包括与压力水源连通的管板和与管板连通并设置在其下方的若干雨喷嘴；所述管板中部通过万向球铰支座与测试段上壁连接，管板四边通过电动伸缩杆与测试段上壁连接。

优选的，还包括顺次设置在动力段和雪花段之间的扩散段和稳定段；所述扩散段内径沿进风方向逐渐扩大至与稳定段内径相同；所述稳定段内径与雪花段内径相同。

优选的，所述稳定段内设有蜂窝器或滤流网。

优选的，还包括设置在雪花段和测试段之间的混合收缩段；所述混合收缩段内径沿进风方向逐渐缩小至与测试段内径相同。

优选的，所述测试段入口与旋转台之间设有导流板，所述导流板的叶片呈细长菱形状。

本发明的有益效果在于：

1、本发明可实现模拟并测试风沙、风雪、风雨、高太阳能辐射综合环境对汽车或无人机的影响。

2、本发明可模拟戈壁地形昼夜温差大的环境特点，即白天的高温通过太阳能辐射灯照射实现；晚上的低温通过只喷射液氮，风机鼓风产生冷气实现。

3、本发明采用的液氮喷头和水喷头是周向设置的，风洞内产生雪花的填充混合率更高，制造大批量雪花的能力更好。

4、本发明采用的扩散段、稳定段和混合收缩段可使气流及风速更加稳定。

5、本发明采用的温度风量检测器及多个控制阀，实现对风雪流量及温度的调控，温度通过调节水源温度实现，同时也可实现对扬沙速度和扬沙量的调节，实验人员可根据使用需求，更为灵活的设定并调节风洞输入环境的条件值。

附图说明

为了使本发明的目的、技术方案和有益效果更加清楚，本发明提供如下附图进行说明：

图1为本发明整体结构剖视图；

图2为图1中A区域局部放大示意图；

图3为图1中B区域局部放大示意图；

图4为图1中C区域局部放大示意图。