一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置的制造方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種吃吸氣控制裝置，具體涉及一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置，屬于土木建筑領域。
【背景技術】
[0002]隨著超高層建筑向著越來越高、越來越柔的方向發展，其已逐漸成為風敏感性結構，抗風設計已成為需重點考慮的關鍵因素。改善超高層建筑的抗風性能通常可采用三種措施，即提高結構的剛度、增大結構的阻尼和氣動控制，氣動控制較前兩者通常能產生更好的抗風效果。氣動控制又可分為被動氣動控制和主動氣動控制。被動氣動控制具有較好的抗風效果，但它僅在有限的操作范圍內有效，且易受流動狀態的影響。近年來，主動氣動控制以其易控性和效果好的優點被普遍研宄。研宄表明，主動氣動控制會產生較好的控制效果，尤其是吸/吹氣氣動控制技術。研宄表明，主動氣動控制，尤其是吸/吹氣控制技術，可以有效地減小高層建筑的風致阻力和風致響應
【發明內容】
[0003]本發明為實現風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制，進而提出一種高層建筑模型的吹吸氣控制裝置。
[0004]本發明為解決上述問題采取的技術方案是:本發明包括殼體、三通管、漩渦氣泵、兩個內部管道、兩個收口漏斗、兩個鋼絲增強軟管、兩個PVC直管、兩個導向板和四個管路轉換接頭，兩個內部管道并排豎直設置在殼體內，殼體的外側壁上對稱開有兩個吸吹氣孔，兩個內部管道的上端通過兩個收口漏斗分別與兩個吸吹氣孔連接，每個內部管道的下端分別通過一個管路轉換接頭與一個鋼絲增強軟管的一端連接，每個鋼絲增強軟管的另一端分別通過一個管路轉換接頭與一個PVC直管的一端連接，每個PVC直管的另一端與三通管的一個支管路連接，三通管的主管路與漩渦氣泵連接，每個吸吹氣孔內分別設有一個導向板。
[0005]本發明的有益效果是:本發明利用吸/吹氣方法控制高層建筑在自然風中的繞流場，減小其所受的風荷載及風致響應。具體實施中，預先設計吸/吹氣孔的位置與大小，并在超高層建筑頂部設置監測系統獲取來流風速大小和方向，通過對比來流風情況和預設的來流風分類標準，確定合理的吸/吹氣孔控制方案，并由吸/吹氣控制裝置實現流量與方向的控制。本發明能夠減小風致阻力和風致響應，提高抗風穩定性，可用于超高層建筑、橋梁等多種結構的風洞試驗研宄。
【附圖說明】
[0006]圖1是本發明的整體結構示意圖，圖2是殼體的立體透視圖，圖3是圖2的俯視圖，圖4是導向板傾斜時圖2的俯視圖，圖5是漩渦氣泵的主視圖，圖6是圖5的左視圖，圖7是高層建筑吸/吹氣孔的開孔位置平面圖，圖8是模型順風向阻力系數和基底彎矩系數隨著吸氣速度的變化情況圖。
【具體實施方式】
[0007]【具體實施方式】一:結合圖1至圖6說明本實施方式，本實施方式所述一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置包括殼體1、三通管4、漩渦氣泵5、兩個內部管道2、兩個收口漏斗3、兩個鋼絲增強軟管6、兩個PVC直管7、兩個導向板8和四個管路轉換接頭9，兩個內部管道2并排豎直設置在殼體I內，殼體I的外側壁上對稱開有兩個吸吹氣孔1-1，兩個內部管道2的上端通過兩個收口漏斗3分別與兩個吸吹氣孔1-1連接，每個內部管道2的下端分別通過一個管路轉換接頭9與一個鋼絲增強軟管6的一端連接，每個鋼絲增強軟管6的另一端分別通過一個管路轉換接頭9與一個PVC直管7的一端連接，每個PVC直管7的另一端與三通管4的一個支管路4-1連接，三通管4的主管路4-2與漩渦氣泵5連接，每個吸吹氣孔1-1內分別設有一個導向板8。
[0008]本實施方式中旋渦氣泵5連接三通管4把氣流分成兩部分，由渦街流量計10顯示兩個管道的流量并由各自的流量控制閥11控制流量。為了保證流量計的精度，在流量計上游設置一定長度的PVC直管7，然后連接鋼絲增強軟管6再連接模型內部管道。模型內部管道在吸/吹氣孔高度范圍內經漏斗形收口后通到模型下部與鋼絲增強軟管連接。在吸/吹氣孔通往內部管道的吸/吹氣角度可由導向板進行調節。
[0009]【具體實施方式】二:結合圖1至圖5說明本實施方式，本實施方式所述一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置的每個PVC直管7上均設有一個渦街流量計10和一個流量控制閥11。其它組成及連接關系與【具體實施方式】一相同。
[0010]工作原理
[0011]結合圖7說明本發明的工作原理
[0012]首先在超高層建筑頂部布置多個風速傳感器獲取來流風速與風向；然后與預設的風速風向分類標準進行對比，確定是否需要進行吸/吹氣控制，及合理的吸/吹氣孔開合方案、吸/吹氣流量與方向。如果風向位于A區域，需開放2和7吸/吹氣孔，其他孔關閉；如果風向位于B區域，需開放I和4吸/吹氣孔，其他孔關閉；如果風向位于AB之間的區域，需開放4和7吸/吹氣孔，其他孔關閉。
[0013]實施例一:
[0014]通過預先設計，吸/吹氣孔位于側風面前緣10% D處，參考高度為模型頂點高度處。圖6為模型順風向阻力系數和順風向基底彎矩系數隨著吸氣速度的變化情況，橫坐標為吸氣速度，縱坐標為順風向阻力系數和基底彎矩系數。吸氣速度為9.3m/s時，阻力系數可以折減26%。
【主權項】
1.一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置，其特征在于:所述一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置包括殼體(1)、三通管(4)、漩渦氣泵(5)、兩個內部管道(2)、兩個收口漏斗(3)、兩個鋼絲增強軟管(6)、兩個PVC直管(7)、兩個導向板(8)和四個管路轉換接頭(9)，兩個內部管道⑵并排豎直設置在殼體⑴內，殼體⑴的外側壁上對稱開有兩個吸吹氣孔(1-1)，兩個內部管道(2)的上端通過兩個收口漏斗(3)分別與兩個吸吹氣孔(1-1)連接，每個內部管道(2)的下端分別通過一個管路轉換接頭(9)與一個鋼絲增強軟管(6)的一端連接，每個鋼絲增強軟管(6)的另一端分別通過一個管路轉換接頭(9)與一個PVC直管(7)的一端連接，每個PVC直管(7)的另一端與三通管⑷的一個支管路(4-1)連接，三通管(4)的主管路(4-2)與漩渦氣泵(5)連接，每個吸吹氣孔(1-1)內分別設有一個導向板⑶。2.根據權利要求1所述一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置，其特征在于:每個PVC直管(7)上均設有一個渦街流量計(10)和一個流量控制閥(11)。
【專利摘要】一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置，它涉及一種吃吸氣控制裝置，具體涉及一種風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制裝置。本發明為實現風洞試驗中高層建筑模型的吸吹氣控制。本發明的兩個內部管道并排豎直設置在殼體內，殼體的外側壁上對稱開有兩個吸吹氣孔，兩個內部管道的上端通過兩個收口漏斗分別與兩個吸吹氣孔連接，每個內部管道的下端分別通過一個管路轉換接頭與一個鋼絲增強軟管的一端連接，每個鋼絲增強軟管的另一端分別通過一個管路轉換接頭與一個PVC直管的一端連接，每個PVC直管的另一端與三通管的一個支管路連接，三通管的主管路與漩渦氣泵連接，每個吸吹氣孔內分別設有一個導向板。本發明用于土木建筑領域。
【IPC分類】G01M9/06, G01M9/04, G01M9/08
【公開號】CN104964806
【申請號】CN201510357831
【發明人】鄭朝榮, 張繼同, 任凱, 武岳
【申請人】哈爾濱工業大學
【公開日】2015年10月7日
【申請日】2015年6月25日