[发明专利]一种双向移动龙卷风模拟器

说明书

本发明公开了一种双向移动龙卷风模拟器，包括有机玻璃罩、整流装置、导流板、导流板调控装置、水平移动平台、升降平台、齿轮、齿条、驱动装置等。模拟器的上部为有机玻璃罩，下部为整流装置。在整流装置的内部，升降平台嵌入水平移动平台，基于齿轮齿条的传动方式，由驱动装置带动水平移动平台和升降平台运动，实现龙卷风的等效水平移动和等效升降运动；通过导流板调控装置调节导流板的角度，控制涡流比。本发明弥补了现有的龙卷风模拟器在移动维度上的不足，能够更加合理地满足工程抗龙卷风试验的需要。

技术领域

本发明涉及一种双向移动龙卷风模拟器，通过水平移动平台和升降平台的移动，实现龙卷风在两个方向等效移动，适用于工程抗龙卷风试验研究，属于结构风工程领域。

背景技术

龙卷风是一种极端风环境，具体表现为一种高速旋转的漏斗状的强风漩涡，它的范围较小，但是破坏力极强。龙卷风所到之处，将尘土、泥沙卷起，甚至可以掀翻车辆，将人畜吸走、树木连根拔起，对建筑及基础设施造成严重损害，强烈地威胁人的生命财产安全。

关于龙卷风的形成机制，气象部门已有许多有价值的研究进展，但龙卷风的持续时间、发生位置和路径，仍不能通过现有的技术手段来预测。在一些关键设施，例如高速铁路、大型公共建筑上，应该如何考虑龙卷风对其运营安全的影响，尚未存在明确观念。

龙卷风对建筑物结构的破坏形式是一个有待探索的领域，龙卷风作用下建筑物受力复杂。目前有关抗龙卷风的研究，主要基于风洞试验建立龙卷风模拟器。龙卷风模拟器，主要有Ward型和ISU两种基本类型，其中ISU类型的模拟器，基于发生装置的水平移动实现龙卷风的等效水平移动。

为了研究移动龙卷风对建筑物的作用，也是对现有龙卷风模拟器在移动维度上的补充，提高抗龙卷风工程试验的多功能性和精确性，客观上需要研制新的解决方案。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的龙卷风模拟器在移动方式上的不足，突破原有的龙卷风模拟器仅能实现水平等效移动的限制，提供一种双向移动龙卷风模拟器。基于水平移动平台、升降平台和齿轮齿条传动方式，实现龙卷风的水平和竖直两个方向的等效移动，以便于工程抗龙卷风试验。

为了达到上述目的，本发明采用的方法是：一种双向移动龙卷风模拟器，包括有机玻璃罩 、整流装置、导流板、导流板调控装置、水平移动平台、升降平台；所述的整流装置包括整流装置外壳以及整流装置内壳；所述的整流装置外壳以及整流装置内壳之间构成环绕的腔体，所述的导流板设置在所述的环绕的腔体内，导流板还通过导流板调控装置与整流装置连接，导流板调控装置用于调节导流板的角度；在整流装置外壳的下端设置有进风口，在玻璃罩上端设置有出风口；在进风口上还连接有喇叭型进气口，喇叭型进气口内设有蜂窝板，所述的喇叭型进气连接鼓风机向整流装置内吹入气流；所述的整流装置内壳上嵌入水平移动平台，水平移动平台内嵌入升降平台，升降平台用于放置建筑模型，水平移动平台通过凸凹垫搭接盖板，盖板内切割孔洞，孔洞的形状与试验建筑模型的外轮廓一致；所述的水平移动平台与整流装置内壳之间通过水平驱动装置连接，水平驱动装置可驱动水平移动平台在所述的整流装置内壳上水平移动；所述的升降平台通过升降驱动装置与水平移动平台连接；所述的升降驱动装置可驱动所述的升降平台在所述的水平移动平台上上下移动。

作为本发明的一种改进，所述的水平驱动装置包括设置在在水平移动平台下部的空心杯电机、驱动齿轮，在所述的整流装置内壳上设置有齿条支架，在齿条支架上设置有齿条，齿轮在齿条上行走。

作为本发明的一种改进，所述的齿条和齿条支架共四组，四组齿轮齿条中，仅设置一个齿轮带有驱动机构。

作为本发明的一种改进，所述的升降驱动装置包括空心杯电机、齿轮，所述的空心杯电机焊接在升降平台的下部，空心杯电机与齿轮连接，齿轮在齿条上行走，齿条内嵌于水平移动平台上。

作为本发明的一种改进，内嵌在水平移动平台上的齿条共4组，其中仅设置一个齿轮带有驱动机构。