一种水流模拟建筑风环境的实验装置制造方法及图纸

一种水流模拟建筑风环境的实验装置，包括风环境模拟系统和视觉体察系统，风环境模拟系统包括箱形结构的主箱体，主箱体中部由挡板分隔为一侧相通的内区和外区，内区进一步被活动挡板分隔为缓冲区和实验区，外区靠近缓冲区一侧设有潜水泵，缓冲区与实验区之间还设置有活动的格栅，建筑模型固定在实验区，视觉体察系统包括影像采集单元和支撑装置。使用时，主箱体充水后，潜水泵作用制造循环水流流过建筑模型，通过水流模拟建筑内外的风环境作用，影像采集单元采集记录水流运动轨迹的实验数据。本实验装置设计精巧、结构紧凑、操作方便，模拟相似度高，并且由于体积小巧、便于携带、成本低廉而特别适用于课堂教学、实验活动。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
一种水流模拟建筑风环境的实验装置
本技术涉及一种建筑风环境试验测试装置，更具体地，涉及一种水流模拟建筑风环境的实验装置。
技术介绍
随着现代生活水平的不断提高，人们对建筑的功能要求也日益提高，特别是要求保持建筑物室内外的良好通风同时避免废气回流，营造人体生理舒适度高的建筑室内环境，并通过良好的自然通风来减少使用空调，降低日益激增的建筑能耗。因此，建筑风环境研究已成为现代建筑设计研究的一项非常重要的课题，越来越受到行业内的密切关注和重视。同时，建筑风环境认知、研究也是建筑设计教学、实践的重要内容，并且由于其重要的研究价值和良好的发展前景而成为学生非常关注并感兴趣的方向之一。目前用于建筑风环境研究的手段通常有风洞实验和计算机模拟预测两种。采用风洞(wind tunnel)模拟建筑风环境的方式,虽然能够比较准确地控制试验条件,但所需的实验环境规模较大，试验仪器昂贵、运转费用高，而且实验地点固定，不利于教学场合，因此不能满足不同类型建筑物的风环境模拟测试需要，并由于其成本高昂也难以适用教学活动需要。计算机模拟预测风环境的优点在于灵活性和反复模拟功能，但是由于其建模缺乏统一可信的测量尺寸，往往无法适用于复杂建筑形体的室内外风环境和精确的风速风向，使实验结果与实际情况存在较大差异，并且存在教学直观性不强等问题。因此，在相关领域亟需寻找更为完善、便于操控的模拟方式，以便实现在工程设计和教学过程中更好地实现对建筑风环境的认知及研究。
技术实现思路
针对现有技术的建筑风环境实验装置的缺陷和改进需求，本技术目的在于提供一种水流模拟建筑风环境的实验装置，包括风环境模拟系统和视觉体察系统，风环境模拟系统制造循环水流流过微缩的建筑模型，通过水流模拟建筑内外的风环境作用，视觉体察体系采集记录建筑风环境作用轨迹以便进一步的深入研究，本实验装置设计精巧、结构紧凑、操作方便，模拟相似度高，实验结果有较高的研究参考价值，并且由于体积小巧、便于携带、成本低廉而特别适用于课堂教学、实验活动。本技术为解决技术问题采用的技术方案是:一种水流模拟建筑风环境的实验装置，包括风环境模拟系统和视觉体察系统，所述风环境模拟系统包括主箱体，所述主箱体为上部开口的矩形箱体结构，所述主箱体的中部由两块平行于主箱体长边且固定在底板上的固定挡板和一块平行于主箱体短边的可抽取式的活动挡板围护成一侧开口的矩形箱体结构的内区，所述内区的四周为外区，所述内区的内部由一块平行于主箱体短边的可抽取式的活动挡板进一步分隔为缓冲区和实验区，其中开口一端为实验区，所述缓冲区与实验区的相邻处还设置有可抽取式的格栅，所述实验区内固定有建筑模型，所述外区与缓冲区相连的一侧设置有潜水泵，所述视觉体察系统包括影像采集单元和支撑装置，所述影像采集单元通过支撑装置连接在主箱体的上方。—种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述实验装置还包括建筑模型固定装置，所述建筑模型固定装置由模型平台、调平螺栓和固定槽组成，所述模型平台通过调平螺栓固定在实验区的底板上，所述模型平台的上表面还固定有两个平行的固定槽，所述建筑模型的两条平行的外边缘分别固定在两个固定槽内。一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述视觉体察系统还包括实验数据显示分析工具，所述影像采集单元与实验数据显示分析工具相连，并将采集的实验数据输入实验数据显示分析工具。一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述支撑装置包括可伸缩的竖支架、横支架和滑杆，所述可伸缩的竖支架为4根，底部分别固定在底板上的实验区四个顶点处，横支架为2根，分别固定在竖支架的顶部并与主体箱体的长边相平行，所述横支架上设有轴向滑槽，所述滑杆的两端分别装有滑轮，所述滑杆通过滑轮固定在横支架的滑槽中并可沿滑槽滑动，所述影像采集单元固定在滑杆上。一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述实验装置还包括染色装置，所述染色装置包括装有色颜料的有色颜料管，所述有色颜料管的两端装有滑轮，所述有色颜料管通过滑轮固定在横支架的滑槽中并可沿滑槽滑动，所述有色颜料管的下方设有开口.一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述有色颜料管的开口为设在下方的一排圆孔，所述有色颜料管的内部设有螺旋阀门，转动螺旋阀门可使下方的一排圆孔同时开启或关闭。一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述有色颜料管的上部设有加注口，所述有色颜料管一端还设置有色颜料表。一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述格栅为两片以上，每片格栅具有不同的规格。一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述实验装置还包括顶盖，所述顶盖与主箱体相铰接，所述顶盖转动时可以开启或关闭主箱体。一种水流模拟建筑风环境的实验装置，所述主箱体的一侧的下部设有出水口，所述主箱体的底部设有万向轮。与现有技术相比，本技术的有益效果为:1、风环境模拟系统制造循环水流流经建筑模型，在水流分区的作用下，流经内部实验区建筑模型的水流近似稳态平行水流，从而模拟流体(实际条件下为风)作用于建筑物时的运动方式及轨迹，实现在一定精度下通过简单易行的方式对建筑模型周边风环境的模拟实验，结构简单、操作方便、实验效果直观生动。2、视觉体察系统由影像采集单元和支撑装置组成，可全过程采集、记录水流(实际条件下为风)作用于建筑物时的运动方式及轨迹，还可以进一步与实验数据显示分析工具连接，将实验结果输入实验数据显示分析工具，便于进行更直观的显示或深入的分析研究。3、影像采集单元固定在支撑装置上并可沿观测面XY 二轴方向自由移动，便于实现不同视高和视点的影像采集，以获得效果更佳的影像数据。4、设有染色装置，可方便地将实验区的水流均匀染色，便于观察水流的运动轨迹，并且染色装置功能完善、操作简单。5、实验区的前方设置有可调节的格栅，可根据实验要求更换不同规格的格栅，以调节进入实验区的水流速度、流量、方向，模拟不同建筑风环境的作用效果。6、本技术的实验装置整体安装在可开启关闭的箱体内，结构紧凑，便于携带，对零碎的实验构件有很好的保护作用，因而特别适用于建筑风环境课堂教学、实验活动或其他类似的用途。7、本技术的实验装置将想象思维认知赋予直观的演示，将建筑技术试验与建筑设计认知相结合，因而可作为建筑风环境设计教学与相关分析研究的重要辅助手段。【附图说明】图1为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的整体结构示意图。图2为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的水循环示意图。图3为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的短轴剖面图。图4为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的长轴剖面图。图5为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的建筑模型固定装置的结构示意图。图6为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的染色装置的结构示意图。图7为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的收纳状态示意图。图8为本技术水流模拟建筑风环境的实验装置的开启状态示意图。图中:主箱体1，底板2，固定挡板3，活动挡板4，格栅5，潜水泵6，万向轮7，模型平台8，调平螺栓9，固定槽10，建筑模型11，有色颜料管12，螺旋阀门13，加注口 14，有色颜料表15，卡槽16，竖支架17，横支架18，滑杆19，影像采集单元20，固定旋钮21，滑轮22，顶盖23，出水口 24。【具体实施方式】为了使本技术的目的、技术方案本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水流模拟建筑风环境的实验装置，其特征在于：包括风环境模拟系统和视觉体察系统；?所述风环境模拟系统包括主箱体（1），所述主箱体（1）为上部开口的矩形箱体结构，所述主箱体（1）的中部由两块平行于主箱体（1）长边且固定在底板（2）上的固定挡板（3）和一块平行于主箱体（1）短边的可抽取式的活动挡板（4）围护成一侧开口的矩形箱体结构的内区，所述内区的四周为外区，所述内区的内部由一块平行于主箱体（1）短边的可抽取式的活动挡板（4）进一步分隔为缓冲区和实验区，其中开口一端为实验区，所述缓冲区与实验区的相邻处还设置有可抽取式的格栅（5），所述实验区内固定有建筑模型（11），所述外区与缓冲区相连的一侧设置有潜水泵（6）；?所述视觉体察系统包括影像采集单元（20）和支撑装置，所述影像采集单元（20）通过支撑装置连接在主箱体（1）的上方。

【技术特征摘要】
1.一种水流模拟建筑风环境的实验装置，其特征在于:包括风环境模拟系统和视觉体察系统； 所述风环境模拟系统包括主箱体(1)，所述主箱体(1)为上部开口的矩形箱体结构，所述主箱体(1)的中部由两块平行于主箱体(1)长边且固定在底板(2)上的固定挡板(3)和一块平行于主箱体(1)短边的可抽取式的活动挡板(4)围护成一侧开口的矩形箱体结构的内区，所述内区的四周为外区，所述内区的内部由一块平行于主箱体(1)短边的可抽取式的活动挡板(4)进一步分隔为缓冲区和实验区，其中开口一端为实验区，所述缓冲区与实验区的相邻处还设置有可抽取式的格栅(5)，所述实验区内固定有建筑模型(11)，所述外区与缓冲区相连的一侧设置有潜水泵(6)； 所述视觉体察系统包括影像采集单元(20)和支撑装置，所述影像采集单元(20)通过支撑装置连接在主箱体(1)的上方。2.根据权利要求1所述的一种水流模拟建筑风环境的实验装置，其特征在于:所述实验装置还包括建筑模型固定装置，所述建筑模型固定装置由模型平台(8)、调平螺栓(9)和固定槽(10)组成，所述模型平台(8)通过调平螺栓(9)固定在实验区的底板(2)上，所述模型平台(8)的上表面还固定有两个平行的固定槽(10)，所述建筑模型(11)的两条平行的外边缘分别固定在两个固定槽(10)内。3.根据权利要求1所述的一种水流模拟建筑风环境的实验装置，其特征在于:所述视觉体察系统还包括实验数据显示分析工具，所述影像采集单元(20 )与实验数据显示分析工具相连，并将采集的实验数据输入实验数据显示分析工具。4.根据权利要求1中所述的一种水流模拟建筑风环境的实验装置，其特征在于:所述支撑装置包括可伸缩的竖支架(17)、横支架(18)和滑杆(19)，所述可伸缩的竖支架(17)为4根，底部分别固...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷祖康，肖路，李心瑶，盛毅，刘小虎，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：实用新型
国别省市：