一种基于热对流法的二维涡旋演示系统及方法技术方案

本发明专利技术公开一种基于热对流法的二维涡旋演示系统及方法，包括，肥皂泡生成装置，肥皂泡承接装置，肥皂泡承接装置包括用于承载肥皂泡和肥皂液的盛液器；加热装置，肥皂液补充装置，肥皂液补充装置包括肥皂液输送管，设置在肥皂液输送管一端的储液部以及设置在肥皂液输送管另一端的出液头；由肥皂泡生成装置在所述盛液器上生成肥皂泡，出液头与肥皂泡的顶部相结合，为肥皂泡补充肥皂液，加热装置对盛液器进行加热。通过系统中的肥皂液补充装置为肥皂泡持续的补充肥皂液，使得肥皂泡的存在时间得到大幅度的延续，通过对肥皂泡的一侧进行加热，形成局部的热对流，在肥皂泡上形成二维涡旋，可以在肥皂泡上展示出漩涡的形成过程。

【技术实现步骤摘要】
一种基于热对流法的二维涡旋演示系统及方法
本专利技术涉及模拟演示
，特别涉及一种基于热对流法的二维涡旋演示系统及方法。
技术介绍
涡旋是流体流动的显著特征，无论是小型发动机，湍流还是行星大气层，了解旋涡的位移，涡旋的结构及其长期动力学对于这些方面都是至关重要的。流体的涡旋运动大量存在于自然界中，如大气中的气旋、反气旋、龙卷、台风等，大气中的涡旋运动对天气系统的形成和发展有密切的关系。热带气旋可以被Rankinevortex理想涡流的修改版本合理地建模。然而，当涉及到预测它们的轨迹及强度演变，还存在许多问题，主要是因为复杂的环境相互作用。现有技术中，有报道出用肥皂泡作为研究大气现象的模型，在肥皂泡上演示漩涡的形成，但是由于肥皂泡尺寸较小且存在的时间较短，不能在肥皂泡上演示二维涡旋、羽流以及卡门涡街等。因而，现有技术还有待改进和提高。
技术实现思路
鉴于上述现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种基于热对流法的二维涡旋演示系统及方法，旨在解决现有用于演示的肥皂泡稳定存在时间短，不能在肥皂泡上演示二维涡旋的问题。本专利技术的技术方案如下：第一方面，一种基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，包括：肥皂泡生成装置，用于生成肥皂泡；肥皂泡承接装置，包括用于承载肥皂泡和肥皂液的盛液器；加热装置，用于对所述盛液器的一侧进行加热；肥皂液补充装置，包括肥皂液输送管，设置在所述肥皂液输送管一端的储液部以及设置在所述肥皂液输送管另一端的出液头；由所述肥皂泡生成装置在所述盛液器上生成肥皂泡，所述出液头与所述肥皂泡的顶部相结合，为所述肥皂泡补充肥皂液，所述加热装置对所述盛液器进行加热。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，还包括：加湿装置，用于为所述肥皂泡所处环境进行加湿。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，所述盛液器的底部设置有转动装置，用于使盛液器发生转动。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，所述肥皂液补充装置还包括流量控制器，所述流量控制器设置在所述肥皂液输送管上。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，所述肥皂液补充装置还包括一泵，用于为所述肥皂液输送管内的肥皂液提供动力，所述泵设置在所述储液部与所述出液头之间的所述肥皂液输送管上。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，所述盛液器开口部设置有肥皂泡稳定件，所述肥皂泡稳定件上设置有均匀分布的鳍片。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，还包括可视化装置，所述可视化装置包括电源，与所述电源电连接的光源，设置在所述光源出光面上的背景板。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，所述光源为LED灯条组成的灯条阵列。可选地，所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其中，所述背景板为白色聚氯乙烯板。第二方面，一种基于热对流法的二维涡旋演示方法，其中，包括：提供一个用于承载肥皂泡和肥皂液的盛液器，在所述盛液器上生成一个肥皂泡；利用肥皂液补充装置对所述肥皂泡补充肥皂液，通过加热装置对所述盛液器的一侧进行加热，在所述肥皂泡上呈现二维涡旋。有益效果：本专利技术所提供的基于热对流法的二维涡旋演示系统及方法，通过系统中的肥皂液补充装置为肥皂泡持续的补充肥皂液，可以使肥皂泡的存在时间得到大幅度的延长，肥皂泡的存在时间在30分钟以上，通过对肥皂泡的一侧进行加热，形成局部的热对流，在肥皂泡上形成二维涡旋。由于，肥皂泡稳定存在时间长，因此可以在肥皂泡上展示出漩涡的形成过程。同时，该系统所涉及到的装置简单易得，也有利于用户演示操作。附图说明图1为本专利技术实施例所提供的将肥皂泡稳定存在的系统的立体图。图2为本专利技术实施例所提供的承接装置结构示意图。图3为图2中A处的放大图。图4为本专利技术实施例所提供的出液头的结构示意图。图5为本专利技术实施例所提供的可视化装置中光源部的结构示意图。图6为本专利技术实施例所提供的基于热对流法的二维涡旋演示方法流程图。具体实施方式本专利技术提供一种基于热对流法的二维涡旋演示系统及方法，为使本专利技术的目的、技术方案及效果更加清楚、明确，以下参照附图并举实施方式对本专利技术作进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施方式仅用以解释本专利技术，并不用于限定本专利技术。本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本专利技术所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。本
技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本专利技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。下面结合附图，通过对实施例的描述，对
技术实现思路
作进一步说明。请参考图1-3，如图1所示，本实施例提供了一种基于热对流法的二维涡旋演示系统10，系统包括：用于生成肥皂泡的肥皂泡生成装置(图中未标出)；肥皂泡承接装置30，所述肥皂泡承接装置30包括，用于承载肥皂泡和肥皂液的盛液器31，用于对所述盛液器31的一侧进行加热的加热装置40，用于为肥皂泡补充肥皂液的肥皂液补充装置50，所述肥皂液补充装置50包括肥皂液输送管51，设置在所述肥皂液输送管51一端的储液部52以及设置在所述肥皂液输送管51另一端的出液头53；由所述肥皂泡生成装置在所述盛液器31上生成肥皂泡，所述出液头53与所述肥皂泡的顶部相结合，为所述肥皂泡补充肥皂液，所述加热装置对所述盛液器进行加热。本实施例中，通过肥皂泡生成装置在肥皂泡承接装置30上形成一个肥皂泡，通过肥皂液补充装置50对肥皂泡进行补液，使得肥皂泡在敞开环境中的存在时间相较于现有技术中的肥皂泡存在时间得到大幅度的延长。通过加热装置对肥皂泡承接装置本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于热对流法的二维涡旋演示系统，其特征在于，包括：/n肥皂泡生成装置，用于生成肥皂泡；/n肥皂泡承接装置，包括用于承载肥皂泡和肥皂液的盛液器；/n加热装置，用于对所述盛液器的一侧进行加热；/n肥皂液补充装置，包括肥皂液输送管，设置在所述肥皂液输送管一端的储液部以及设置在所述肥皂液输送管另一端的出液头；/n由所述肥皂泡生成装置在所述盛液器上生成肥皂泡，所述出液头与所述肥皂泡的顶部相结合，为所述肥皂泡补充肥皂液，所述加热装置对所述盛液器进行加热。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于热对流法的二维涡旋演示系统，其特征在于，包括：
肥皂泡生成装置，用于生成肥皂泡；
肥皂泡承接装置，包括用于承载肥皂泡和肥皂液的盛液器；
加热装置，用于对所述盛液器的一侧进行加热；
肥皂液补充装置，包括肥皂液输送管，设置在所述肥皂液输送管一端的储液部以及设置在所述肥皂液输送管另一端的出液头；
由所述肥皂泡生成装置在所述盛液器上生成肥皂泡，所述出液头与所述肥皂泡的顶部相结合，为所述肥皂泡补充肥皂液，所述加热装置对所述盛液器进行加热。


2.根据权利要求1所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其特征在于，还包括：加湿装置，用于为所述肥皂泡所处环境进行加湿。


3.根据权利要求1所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其特征在于，所述盛液器的底部设置有转动装置，用于使盛液器发生转动。


4.根据权利要求1所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其特征在于，所述肥皂液补充装置还包括流量控制器，所述流量控制器设置在所述肥皂液输送管上。


5.根据权利要求1所述的基于热对流法的二维涡旋演示系统，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗景庭，罗邦雄，赵改清，张潇誉，张权锋，余沛煜，
申请(专利权)人：深圳大学，
类型：发明
国别省市：广东;44