專利名稱：一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，屬于風(fēng)能模擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，應(yīng)用于風(fēng)力發(fā)電、建筑、交通等行業(yè)。
背景技術(shù)：
在新能源領(lǐng)域，風(fēng)能是一種清潔的、可再生的、儲(chǔ)量很大的能源，風(fēng)力發(fā)電是具有大規(guī)模發(fā)展?jié)摿Φ某墒斓目稍偕茉醇夹g(shù)。風(fēng)力機(jī)及發(fā)電機(jī)系統(tǒng)是風(fēng)能轉(zhuǎn)化成電能的必要設(shè)備，風(fēng)機(jī)結(jié)構(gòu)、槳葉翼型、風(fēng)力發(fā)電系統(tǒng)等機(jī)組或部件的開發(fā)測(cè)試與樣機(jī)驗(yàn)證，都要用到自然風(fēng)模擬裝置，作為實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備。在交通行業(yè)中，汽車、軌道交通、風(fēng)機(jī)等運(yùn)輸設(shè)備在樣機(jī)開發(fā)中，需要在自然風(fēng)速條件下測(cè)試其性能參數(shù)。風(fēng)洞通常是必要的測(cè)試環(huán)境，自然風(fēng)模擬裝置是這類風(fēng)洞中關(guān)鍵設(shè)備。在建筑行業(yè)，高層建筑和高聳結(jié)構(gòu)，如煙 、電視塔等，對(duì)風(fēng)載荷很敏感。方案論證中通常需要做物理模擬測(cè)試，風(fēng)速物理模擬裝置可以為建筑方案論證提供物理實(shí)驗(yàn)的必要設(shè)備。目前，模擬自然風(fēng)的風(fēng)速大小和方向兩個(gè)參數(shù)的風(fēng)速模擬裝置已有專利和論文，應(yīng)用范圍限于風(fēng)速傳感器的測(cè)試與標(biāo)定等。實(shí)際上，自然風(fēng)作為具有一定動(dòng)能的一種物質(zhì)，風(fēng)速大小和方向只是描述其基本特性的兩個(gè)參數(shù)，還有風(fēng)的脈動(dòng)特性，時(shí)程特性，隨機(jī)分布特性等重要特性。模擬這些重要特性的手段，目前主要是數(shù)字模擬，即應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真方法，數(shù)字計(jì)算模擬出自然風(fēng)的這些特性，這方面已有許多論文報(bào)道，屬于自然風(fēng)的虛擬形態(tài)模擬。而從物理層面模擬自然風(fēng)的這些特性的物理裝置，無(wú)論專利還是論文均未見報(bào)道。目前國(guó)內(nèi)外建立的風(fēng)洞是自然風(fēng)的一種很好的模擬手段，但是占地空間巨大，耗資巨大，運(yùn)行費(fèi)用很高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明公開了一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，空間開放，可以有效克服現(xiàn)有的自然風(fēng)模擬裝置存在的空間封閉、不能適應(yīng)大功率風(fēng)機(jī)等大型裝置的實(shí)物測(cè)試、占地空間巨大、造價(jià)巨大等問題。本發(fā)明技術(shù)方案是這樣實(shí)現(xiàn)的一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，包括鼓風(fēng)機(jī)、可變形風(fēng)筒、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、風(fēng)特性控制器、支架、圓盤軸承和計(jì)算機(jī)。所述的鼓風(fēng)機(jī)安裝在可變形風(fēng)筒內(nèi)，可變形風(fēng)筒安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的圓盤軸承上，鼓風(fēng)機(jī)通過圓盤軸承與支架連接，圓盤軸承與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；可變形風(fēng)筒電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)均由風(fēng)特性控制器控制，計(jì)算機(jī)內(nèi)置自然風(fēng)模擬軟件，風(fēng)特性控制器與計(jì)算機(jī)之間采用RS233\RS485接口通信。所述的鼓風(fēng)機(jī)包括風(fēng)力機(jī)、直流電機(jī)、和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，鼓風(fēng)機(jī)整體固定在可變形風(fēng)筒固定端上，直流電機(jī)的電機(jī)軸與風(fēng)力機(jī)連接，直流電機(jī)拖動(dòng)風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生風(fēng)。直流電動(dòng)機(jī)電源進(jìn)線與該直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器連接。鼓風(fēng)機(jī)在風(fēng)特性控制器的控制下，風(fēng)的動(dòng)能、風(fēng)的隨機(jī)特性、時(shí)程特性、脈動(dòng)特性是根據(jù)特定模型的隨機(jī)過程特性曲線運(yùn)動(dòng)，從而使鼓風(fēng)機(jī)吹出來(lái)的風(fēng)具有自然風(fēng)的特性。所述的可變形風(fēng)筒，用于與鼓風(fēng)機(jī)配合改變風(fēng)量大小和風(fēng)的種類，由風(fēng)特性控制器來(lái)的控制信號(hào)控制可變形風(fēng)筒的電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)可變性風(fēng)筒的機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，改變可變形風(fēng)筒內(nèi)部形狀和截面面積大小，與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速大小配合，產(chǎn)生不同等級(jí)的風(fēng)，按氣象學(xué)分類為十二級(jí)；可變形風(fēng)筒共有五個(gè)電機(jī)，四個(gè)安裝在可變形風(fēng)筒上、下、左、右方位，一個(gè)安裝在出風(fēng)方向；五個(gè)電機(jī)均是交流伺服電動(dòng)機(jī)，每個(gè)交流伺服電動(dòng)機(jī)配有交流伺服驅(qū)動(dòng)器。所述的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，它由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)、圓盤軸承、支架組成，用于改變風(fēng)的方向；旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)配有交流伺服驅(qū)動(dòng)器。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)定位精度為0.01度，拖動(dòng)可變形風(fēng)筒到任 意角度，因此，可模擬出360度角的任意方位角度的風(fēng)。所述的風(fēng)特性控制器，用于為鼓風(fēng)機(jī)、可變形風(fēng)筒的電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器提供控制信號(hào)，控制信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)0-5V直流信號(hào)；其中，給鼓風(fēng)機(jī)的信號(hào)一個(gè)，給可變形風(fēng)筒的信號(hào)五個(gè)，給旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)的信號(hào)一個(gè)。所述的計(jì)算機(jī)內(nèi)置自然風(fēng)模擬模型軟件，用于產(chǎn)生風(fēng)的特性信號(hào)，并把風(fēng)特性信號(hào)分解成幾個(gè)控制信號(hào)，以數(shù)據(jù)格式方式傳輸給風(fēng)特性控制器，由風(fēng)特性控制器把這些數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的0-5V信號(hào)。所述的可變形風(fēng)筒的內(nèi)部為喇叭形結(jié)構(gòu)，喇叭由一段圓管和一段喇叭口組成，圓管與喇叭口軟鏈接。一段圓管由上下兩個(gè)半圓管合圍而成，上半圓管與交流伺服電機(jī)一連接，下半圓管與交流伺服電機(jī)五連接，交流伺服電機(jī)一和交流伺服電機(jī)五控制該段圓管直徑大小；一段喇叭口由左半部分和右半部分組成，左半部分連接交流伺服電機(jī)三，右半部分連接交流伺服電機(jī)四，交流伺服電機(jī)三和交流伺服電機(jī)四控制喇叭口的角度；節(jié)流擋板安裝在喇叭口之后，節(jié)流擋板與交流伺服電機(jī)二連接，交流伺服電機(jī)二控制節(jié)流擋板的開度。將本發(fā)明裝置組合使用，可以對(duì)大型和超大型自然風(fēng)源進(jìn)行模擬，為大型風(fēng)機(jī)或建筑結(jié)構(gòu)驗(yàn)證提供測(cè)試環(huán)境。本發(fā)明的有益效果在于本裝置或其組合體所構(gòu)成的自然風(fēng)模擬環(huán)境是一種開放結(jié)構(gòu)，不同于封閉的風(fēng)洞模擬出封閉的自然風(fēng)環(huán)境，本發(fā)明是在自然環(huán)境下模擬出自然風(fēng)源，小型的可安裝于實(shí)驗(yàn)室，大型或超大型的可安裝于自然環(huán)境中，為大型風(fēng)力發(fā)電機(jī)或高層建筑設(shè)計(jì)模型驗(yàn)證提供驗(yàn)證環(huán)境，無(wú)需大型工程施工，不僅節(jié)省大量人力物力資源，占地少，造價(jià)低，而且是風(fēng)洞這類模擬裝置所不可替代的。


圖I為本發(fā)明自然風(fēng)物理模擬裝置的系統(tǒng)原理框圖；圖2自然風(fēng)物理模擬裝置的鼓風(fēng)機(jī)原理框圖；圖3自然風(fēng)物理模擬裝置的風(fēng)特性控制器原理框圖；圖4自然風(fēng)物理模擬裝置的可變形風(fēng)筒電機(jī)安裝位置示意圖。I、計(jì)算機(jī)，2、可變形風(fēng)筒，3、鼓風(fēng)機(jī)，4、圓盤軸承，5、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)，6、支架，7、風(fēng)特性控制器，8、風(fēng)力機(jī)，9、直流電動(dòng)機(jī)，10、可變形風(fēng)筒固定端，11、直流電動(dòng)機(jī)電源進(jìn)線，12、微處理器模塊，13、顯示器，14、RS232/RS485接口，15、直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，16、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，17、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一，18、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器二，19、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器三，20、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器四，21、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器五，22、交流伺服電機(jī)一，23、交流伺服電機(jī)二，24、交流伺服電機(jī)三，25、交流伺服電機(jī)四，26、交流伺服電機(jī)五。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖I所示安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，包括鼓風(fēng)機(jī)3、可變形風(fēng)筒2、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、風(fēng)特性控制器7、支架6、圓盤軸承4和計(jì)算機(jī)I。所述的鼓風(fēng)機(jī)3安裝在可變形風(fēng)筒2內(nèi)，可變形風(fēng)筒2安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的圓盤軸承4上，鼓風(fēng)機(jī)3通過圓盤軸承4與支架6連接，圓盤軸承4與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)5連接，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)5旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)；可變形風(fēng)筒電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)均由風(fēng)特性控制器7控制，計(jì)算機(jī)I內(nèi)置自然風(fēng)模擬軟件，風(fēng)特性控制器7與計(jì)算機(jī)I之間采用RS233\RS485接口 14通信。·由計(jì)算機(jī)I計(jì)算出風(fēng)的特性參數(shù)，并把風(fēng)特性信號(hào)分解成幾個(gè)控制信號(hào)，以數(shù)據(jù)通信方式，通過計(jì)算機(jī)通用串行通信接口傳輸給風(fēng)特性控制器7的RS232/RS485通信接口14，風(fēng)特性控制器7把這些數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的0-5V信號(hào)。風(fēng)特性控制器7的風(fēng)速大小信號(hào)與鼓風(fēng)機(jī)3的電機(jī)驅(qū)動(dòng)器連接，實(shí)現(xiàn)風(fēng)速大小調(diào)節(jié)；風(fēng)特性控制器7的交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一 17、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器二 18、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器三19、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器四20、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器五21分別與可變形風(fēng)筒的交流伺服電機(jī)一 22、交流伺服電機(jī)二23、交流伺服電機(jī)三24、交流伺服電機(jī)四25、交流伺服電機(jī)五26連接，調(diào)節(jié)可變形風(fēng)筒2的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，改變風(fēng)量大小；風(fēng)特性控制器7的交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器16與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)5的電源輸入端11連接，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)5拖動(dòng)圓盤軸承4運(yùn)動(dòng)，圓盤軸承4拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)3旋轉(zhuǎn)，從而改變風(fēng)的變化方向，得到模擬的自然風(fēng)。旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)5是交流伺服電機(jī)，角度控制精度O. 01度，因此，風(fēng)的方向控制精度高。圖2為本發(fā)明鼓風(fēng)機(jī)原理框圖。鼓風(fēng)機(jī)由風(fēng)力機(jī)8、直流電機(jī)9、電源進(jìn)線11和直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器15構(gòu)成，鼓風(fēng)機(jī)整體固定在可變形風(fēng)筒固定端10上，直流電機(jī)9的電機(jī)軸與風(fēng)力機(jī)8連接，直流電機(jī)9拖動(dòng)風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生風(fēng)。直流電機(jī)9的電源進(jìn)線11與該直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器15連接。圖3為本發(fā)明風(fēng)特性控制器原理框圖。微處理器模塊12為核心部件，顯示器11顯示風(fēng)的特性參數(shù)，微處理器12通過RS232/RS485接口接收由計(jì)算機(jī)I的RS232串口傳輸來(lái)的風(fēng)特性信號(hào)的變換成標(biāo)準(zhǔn)的0-5V信號(hào)，其中風(fēng)速大小信號(hào)與直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器15的輸入端連接，直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器15的輸出與直流電動(dòng)機(jī)電源進(jìn)線11連接，為直流電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電源；其中風(fēng)的方向信號(hào)與交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器16的輸入端連接，交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器16的輸出連接旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)5，為旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)5提供驅(qū)動(dòng)電源；其中的風(fēng)量大小信號(hào)有五個(gè)，分別連接與交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器一 17、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器二 18、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器三19、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器四20、交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器五21的輸入端連接，這五個(gè)交流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng)器的輸出分別與可變形風(fēng)筒交流伺服電機(jī)一 22、交流伺服電機(jī)二 23、交流伺服電機(jī)三24、交流伺服電機(jī)四25、交流伺服電機(jī)五26的電源端連接，為這5個(gè)可變形風(fēng)筒的交流伺服電機(jī)提供驅(qū)動(dòng)電源。
圖4為本發(fā)明可變形風(fēng)筒電機(jī)安裝位置示意圖。在可變形風(fēng)筒的上方安裝有交流伺服電機(jī)一 22，在可變形風(fēng)筒的下方安裝有交流伺服電機(jī)五26，在可變形風(fēng)筒的左側(cè)安裝有交流伺服電機(jī)三24，在可變形風(fēng)筒的右側(cè)方安裝有交流伺服電機(jī)四25，這4個(gè)電機(jī)用于調(diào)節(jié)這四個(gè)方向的喇叭形構(gòu)件，改變喇叭口的大小和形狀，在出風(fēng)口方向安裝有一個(gè)交流伺服電機(jī)23，用于調(diào)節(jié)可變形風(fēng)筒內(nèi)截面擋板開度大小，控制風(fēng)量?？勺冃物L(fēng)筒2的內(nèi)部為喇叭形結(jié)構(gòu)，喇叭由一段圓管和一段喇叭口組成，圓管與喇叭口軟鏈接。一段圓管由上下兩個(gè)半圓管合圍而成，上半圓管與交流伺服電機(jī)一 22連接，下半圓管與交流伺服電機(jī)一五26連接,交流伺服電機(jī)一 22和交流伺服電機(jī)一五26控制該段圓管直徑大?。灰欢卫瓤谟勺蟀氩糠趾陀野氩糠纸M成，左半部分連接交流伺服電機(jī)三24，右半部分連接交流伺服電機(jī)一四25，交流伺服電機(jī)三24和交流伺服電機(jī)四25控制喇叭口的角度；節(jié)流擋板安裝在喇叭口之后，節(jié)流擋板與交流伺服電機(jī)二 23連接，交流伺服電機(jī)二 23控制節(jié)流擋板的開度。計(jì)算機(jī)內(nèi)置軟件有自然風(fēng)的各種模型，通過計(jì)算機(jī)輸出控制指令給風(fēng)特性控制 器，風(fēng)特性控制器控制鼓風(fēng)機(jī)的電機(jī)、可變形風(fēng)筒電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)按特定模型運(yùn)動(dòng)，從而得到的具有各種類型的模擬自然風(fēng)，為風(fēng)力資源開發(fā)利用研究提供實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證風(fēng)源。自然風(fēng)模擬模型軟件可以用多種計(jì)算機(jī)軟件工具開發(fā)，如MATLAB，C++，VB等，該軟件可以不斷升級(jí)更新，使自然風(fēng)模擬模型與真實(shí)自然風(fēng)之間的誤差不斷減小，直至完全吻合。
權(quán)利要求
1.一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，包括鼓風(fēng)機(jī)、可變形風(fēng)筒、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、風(fēng)特性控制器、支架、圓盤軸承和計(jì)算機(jī)，其特征在于所述的鼓風(fēng)機(jī)安裝在可變形風(fēng)筒內(nèi)，可變形風(fēng)筒安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的圓盤軸承上，鼓風(fēng)機(jī)通過圓盤軸承與支架連接，圓盤軸承與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；可變形風(fēng)筒電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)均由風(fēng)特性控制器控制，計(jì)算機(jī)內(nèi)置自然風(fēng)模擬軟件，風(fēng)特性控制器與計(jì)算機(jī)之間采用RS233\RS485接口通信。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，其特征在于所述的鼓風(fēng)包括風(fēng)力機(jī)、直流電機(jī)和直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)器，鼓風(fēng)機(jī)整體固定在可變形風(fēng)筒固定端上，直流電機(jī)的電機(jī)軸與風(fēng)力機(jī)連接，直流電機(jī)拖動(dòng)風(fēng)力機(jī)旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生風(fēng)；直流電動(dòng)機(jī)電源進(jìn)線與該直流電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器連接，鼓風(fēng)機(jī)在風(fēng)特性控制器的控制下，風(fēng)的動(dòng)能、風(fēng)的隨機(jī)特性、時(shí)程特性、脈動(dòng)特性是根據(jù)特定模型的隨機(jī)過程特性曲線運(yùn)動(dòng)，從而使鼓風(fēng)機(jī)3吹出來(lái)的風(fēng)具有自然風(fēng)的特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的的自然風(fēng)物理模擬裝置，其特征在于所述的可變形風(fēng)筒，用于與鼓風(fēng)機(jī)配合改變風(fēng)量大小和風(fēng)的種類，由風(fēng)特性控制器來(lái)的控制信號(hào)控制變形風(fēng)筒的電機(jī)，電機(jī)驅(qū)動(dòng)可變性風(fēng)筒的機(jī)械結(jié)構(gòu)運(yùn)動(dòng)，改變風(fēng)筒內(nèi)部形狀和截面面積大小，與鼓風(fēng)機(jī)風(fēng)速大小配合，產(chǎn)生不同等級(jí)的風(fēng)，按氣象學(xué)分類為十二級(jí)；可變形風(fēng)筒共有五個(gè)電機(jī)，四個(gè)安裝在風(fēng)筒上下左右方位，一個(gè)安裝出風(fēng)方向；五個(gè)電機(jī)均是交流伺服電動(dòng)機(jī)，每個(gè)交流伺服電動(dòng)機(jī)配有交流伺服驅(qū)動(dòng)器。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，其特征在于所述的旋轉(zhuǎn)平臺(tái)，它由旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)、圓盤軸承、支架組成，用于改變風(fēng)的方向；旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)配有交流伺服驅(qū)動(dòng)器；旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)定位精度為O. Ol度，拖動(dòng)可變形風(fēng)筒到任意角度，因此，可模擬出360度角的任意方位角度的風(fēng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，其特征在于所述的風(fēng)特性控制器，用于為鼓風(fēng)機(jī)、可變形風(fēng)筒的電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)的驅(qū)動(dòng)器提供控制信號(hào)，控制信號(hào)為標(biāo)準(zhǔn)0-5V直流信號(hào)；其中，給鼓風(fēng)機(jī)的信號(hào)一個(gè)，給可變形風(fēng)筒的信號(hào)五個(gè)，給旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)的信號(hào)一個(gè)。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)內(nèi)置自然風(fēng)模擬模型軟件，用于產(chǎn)生風(fēng)的特性信號(hào)，并把風(fēng)特性信號(hào)分解成幾個(gè)控制信號(hào)，以數(shù)據(jù)格式方式傳輸給風(fēng)特性控制器，由風(fēng)特性控制器把這些數(shù)字信號(hào)轉(zhuǎn)換成標(biāo)準(zhǔn)的0-5V信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，其特征在于所述的可變形風(fēng)筒的內(nèi)部為喇叭形結(jié)構(gòu)，喇叭由一段圓管和一段喇叭口組成，圓管與喇叭口軟鏈接；一段圓管由上下兩個(gè)半圓管合圍而成，上半圓管與交流伺服電機(jī)一連接，下半圓管與交流伺服電機(jī)五連接，交流伺服電機(jī)一和交流伺服電機(jī)五控制該段圓管直徑大??；一段喇叭口由左半部分和右半部分組成，左半部分連接交流伺服電機(jī)三，右半部分連接交流伺服電機(jī)四，交流伺服電機(jī)三和交流伺服電機(jī)四控制喇叭口的角度；節(jié)流擋板安裝在喇叭口之后，節(jié)流擋板與交流伺服電機(jī)二 23連接，交流伺服電機(jī)二 23控制節(jié)流擋板的開度。
全文摘要
一種安裝在實(shí)驗(yàn)室或自然環(huán)境中的自然風(fēng)物理模擬裝置，包括鼓風(fēng)機(jī)、可變形風(fēng)筒、旋轉(zhuǎn)平臺(tái)、風(fēng)特性控制器、支架、圓盤軸承和計(jì)算機(jī)，其特征在于所述的鼓風(fēng)機(jī)安裝在可變形風(fēng)筒內(nèi)，可變形風(fēng)筒安裝在旋轉(zhuǎn)平臺(tái)的圓盤軸承上，鼓風(fēng)機(jī)通過圓盤軸承與支架連接，圓盤軸承與旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)連接，旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)旋轉(zhuǎn)拖動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)旋轉(zhuǎn)；可變形風(fēng)筒電機(jī)、鼓風(fēng)機(jī)電機(jī)和旋轉(zhuǎn)平臺(tái)電機(jī)均由風(fēng)特性控制器控制，計(jì)算機(jī)內(nèi)置自然風(fēng)模擬軟件，風(fēng)特性控制器與計(jì)算機(jī)之間采用RS233\RS485接口通信。本裝置或其組合體所構(gòu)成的自然風(fēng)模擬環(huán)境是一種開放結(jié)構(gòu)，不同于封閉的風(fēng)洞模擬出封閉的自然風(fēng)環(huán)境，無(wú)需大型工程施工，且占地少，造價(jià)低，是風(fēng)洞這類模擬裝置所不可替代的。
文檔編號(hào)G01M9/08GK102944377SQ201210506040
公開日2013年2月27日 申請(qǐng)日期2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月30日
發(fā)明者陳進(jìn) 申請(qǐng)人:上海第二工業(yè)大學(xué)