[发明专利]一种飞掷物定量释放试验装置

说明书

本发明属于风洞实验相关技术领域，并公开了一种飞掷物定量释放试验装置。该装置包括驱动模块和飞掷物释放模块，飞掷物释放模块包括空压机、汇流管和导管束，导管束用于放置待掷的飞掷物，空压机用于向所汇流管内吹气调节导管束内的气压，以此驱动飞掷物释放；驱动模块包括弹簧、导板和止动销，导板上设置有多个与导管束开口端一一对应的孔洞，改变导板上的孔洞与导管束开口端的位置对应关系，实现导管束开口端启闭状态的切换；通过控制导管束开口端的开启时间和开启周期，模拟风洞实验中飞掷物的多次连续性或周期性定量释放过程。通过本发明，真实有效的模拟风洞实验中飞掷物的掷出过程，为后续研究飞掷物的掷出轨迹和集群分布特性提供有利指导。

技术领域

本发明属于风洞实验相关技术领域，更具体地，涉及一种飞掷物定量释放试验装置。

背景技术

近些年来，世界各地龙卷风灾害频发，给人们的生命财产安全造成了巨大的损失。国家气候中心介绍，龙卷风是在强烈不稳定天气条件下产生的一种小尺度的激烈旋转的空气涡旋，尽管它生命史短暂，但破坏力惊人。龙卷风所经之处会卷携起砖瓦、门窗、碎片、什物等各种飞掷物，各种飞掷物被吸到空中高速转动，然后被抛出，可能会对附近建筑物造成巨大撞击损伤。飞掷物是龙卷风对城市关键建筑(如学校、医院等)最重要甚至唯一的致灾因素，但鉴于试验装置与测试手段的限制，目前国内外仅有极少数龙卷风飞掷物的试验研究，由于缺乏试验验证，极少数相关的数值仿真也仅停留在定性层面。在我国城镇化快速发展，东南沿海人口密集地区龙卷风频发，并已造成重大人员伤亡与财产损失的大背景下，亟需开展龙卷风飞掷物的相关研究。

当前，学者们已经对飞掷物被卷起后的运动轨迹以及对附近建筑的冲击伤害有了一定的试验研究基础。为了实现这样的试验模拟，需要制作一种飞掷物定量释放装置。在风洞试验中模拟出龙卷风后，在其前方放置并开启该装置，定量释放飞掷物，从而实现龙卷风卷携地面碎片(飞掷物)的试验仿真模拟，定量研究飞掷物的在空中运动的一些关键状态。

例如Sterling教授团队已利用气压驱动的方式研发了飞掷物释放装置，实现了在风洞试验的模拟器中对飞掷物的单次释放。但是，对多个飞掷物的释放，并且在考虑定量释放和多次释放方面的研究仍有不足。所以，有必要进行更进一步的研究设计来实现在风洞试验中对飞掷物定量并且多次释放，通过该试验技术可以更深层次的研究探讨飞掷物集群的分布特性。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种飞掷物定量释放试验装置，通过对飞掷物释放模块和驱动模块的结构设计，模拟风洞实验中飞掷物的多次连续性或周期性定量释放过程，具有构造简单、操作方便、精确定量控制等优点。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种飞掷物定量释放试验装置，其特征在于，该装置包括驱动模块和飞掷物释放模块，其中，

所述飞掷物释放模块包括空压机、汇流管和导管束，所述导管束与所述汇流管连接，作为所述汇流管的分支，该导管束用于放置待掷的飞掷物，所述空压机设置在所述汇流管的一端，用于向所汇流管内吹气调节所述导管束内的气压，以此驱动待掷的飞掷物释放；

所述驱动模块包括弹簧、导板和止动销，所述导板设置在所述导管束的上方，该导板上设置有多个与所述导管束开口端一一对应的孔洞，所述弹簧和止动销配合运动，以此改变所述导板上的孔洞与所述导管束开口端的位置对应关系，进而实现导管束开口端的开启或关闭状态的切换；通过控制导管束开口端的开启时间和开启周期，实现飞掷物多次连续性或周期性定量的释放，以此模拟风洞实验中飞掷物的多次连续性或周期性定量释放过程。

进一步优选地，所述止动销的截面呈菱形，菱形的对角线长度不等，该止动销的顶点与所述导板的一端相接触，绕所述止动销的中心旋转该止动销，使得所述导板前后移动。

进一步优选地，所述弹簧呈压缩状态，设置在所述导板的一端，给所述导板施加推力。

进一步优选地，所述汇流管中还设置有止动阀，设置在所述空压机的一端，用于开启或者关闭所述汇流管。