一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置制造方法
【專利摘要】一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,包括風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)和視覺體察系統(tǒng),風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)包括箱形結(jié)構(gòu)的主箱體,主箱體中部由擋板分隔為一側(cè)相通的內(nèi)區(qū)和外區(qū),內(nèi)區(qū)進(jìn)一步被活動擋板分隔為緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū),外區(qū)靠近緩沖區(qū)一側(cè)設(shè)有潛水泵,緩沖區(qū)與實(shí)驗(yàn)區(qū)之間還設(shè)置有活動的格柵,建筑模型固定在實(shí)驗(yàn)區(qū),視覺體察系統(tǒng)包括影像采集單元和支撐裝置。使用時(shí),主箱體充水后,潛水泵作用制造循環(huán)水流流過建筑模型,通過水流模擬建筑內(nèi)外的風(fēng)環(huán)境作用,影像采集單元采集記錄水流運(yùn)動軌跡的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。本實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)精巧、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便,模擬相似度高,并且由于體積小巧、便于攜帶、成本低廉而特別適用于課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)活動。
【專利說明】一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種建筑風(fēng)環(huán)境試驗(yàn)測試裝置,更具體地,涉及一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高,人們對建筑的功能要求也日益提高,特別是要求保持建筑物室內(nèi)外的良好通風(fēng)同時(shí)避免廢氣回流,營造人體生理舒適度高的建筑室內(nèi)環(huán)境,并通過良好的自然通風(fēng)來減少使用空調(diào),降低日益激增的建筑能耗。因此,建筑風(fēng)環(huán)境研究已成為現(xiàn)代建筑設(shè)計(jì)研究的一項(xiàng)非常重要的課題,越來越受到行業(yè)內(nèi)的密切關(guān)注和重視。同時(shí),建筑風(fēng)環(huán)境認(rèn)知、研究也是建筑設(shè)計(jì)教學(xué)、實(shí)踐的重要內(nèi)容,并且由于其重要的研究價(jià)值和良好的發(fā)展前景而成為學(xué)生非常關(guān)注并感興趣的方向之一。
[0003]目前用于建筑風(fēng)環(huán)境研究的手段通常有風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)和計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測兩種。采用風(fēng)洞(wind tunnel)模擬建筑風(fēng)環(huán)境的方式,雖然能夠比較準(zhǔn)確地控制試驗(yàn)條件,但所需的實(shí)驗(yàn)環(huán)境規(guī)模較大,試驗(yàn)儀器昂貴、運(yùn)轉(zhuǎn)費(fèi)用高,而且實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)固定,不利于教學(xué)場合,因此不能滿足不同類型建筑物的風(fēng)環(huán)境模擬測試需要,并由于其成本高昂也難以適用教學(xué)活動需要。計(jì)算機(jī)模擬預(yù)測風(fēng)環(huán)境的優(yōu)點(diǎn)在于靈活性和反復(fù)模擬功能,但是由于其建模缺乏統(tǒng)一可信的測量尺寸,往往無法適用于復(fù)雜建筑形體的室內(nèi)外風(fēng)環(huán)境和精確的風(fēng)速風(fēng)向,使實(shí)驗(yàn)結(jié)果與實(shí)際情況存在較大差異,并且存在教學(xué)直觀性不強(qiáng)等問題。因此,在相關(guān)領(lǐng)域亟需尋找更為完善、便于操控的模擬方式,以便實(shí)現(xiàn)在工程設(shè)計(jì)和教學(xué)過程中更好地實(shí)現(xiàn)對建筑風(fēng)環(huán)境的認(rèn)知及研究。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)的建筑風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝置的缺陷和改進(jìn)需求,本實(shí)用新型目的在于提供一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,包括風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)和視覺體察系統(tǒng),風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)制造循環(huán)水流流過微縮的建筑模型,通過水流模擬建筑內(nèi)外的風(fēng)環(huán)境作用,視覺體察體系采集記錄建筑風(fēng)環(huán)境作用軌跡以便進(jìn)一步的深入研究,本實(shí)驗(yàn)裝置設(shè)計(jì)精巧、結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便,模擬相似度高,實(shí)驗(yàn)結(jié)果有較高的研究參考價(jià)值,并且由于體積小巧、便于攜帶、成本低廉而特別適用于課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)活動。
[0005]本實(shí)用新型為解決技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是:
[0006]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,包括風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)和視覺體察系統(tǒng),所述風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)包括主箱體,所述主箱體為上部開口的矩形箱體結(jié)構(gòu),所述主箱體的中部由兩塊平行于主箱體長邊且固定在底板上的固定擋板和一塊平行于主箱體短邊的可抽取式的活動擋板圍護(hù)成一側(cè)開口的矩形箱體結(jié)構(gòu)的內(nèi)區(qū),所述內(nèi)區(qū)的四周為外區(qū),所述內(nèi)區(qū)的內(nèi)部由一塊平行于主箱體短邊的可抽取式的活動擋板進(jìn)一步分隔為緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū),其中開口一端為實(shí)驗(yàn)區(qū),所述緩沖區(qū)與實(shí)驗(yàn)區(qū)的相鄰處還設(shè)置有可抽取式的格柵,所述實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)固定有建筑模型,所述外區(qū)與緩沖區(qū)相連的一側(cè)設(shè)置有潛水泵,所述視覺體察系統(tǒng)包括影像采集單元和支撐裝置,所述影像采集單元通過支撐裝置連接在主箱體的上方。
[0007]—種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括建筑模型固定裝置,所述建筑模型固定裝置由模型平臺、調(diào)平螺栓和固定槽組成,所述模型平臺通過調(diào)平螺栓固定在實(shí)驗(yàn)區(qū)的底板上,所述模型平臺的上表面還固定有兩個(gè)平行的固定槽,所述建筑模型的兩條平行的外邊緣分別固定在兩個(gè)固定槽內(nèi)。
[0008]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述視覺體察系統(tǒng)還包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具,所述影像采集單元與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具相連,并將采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具。
[0009]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述支撐裝置包括可伸縮的豎支架、橫支架和滑桿,所述可伸縮的豎支架為4根,底部分別固定在底板上的實(shí)驗(yàn)區(qū)四個(gè)頂點(diǎn)處,橫支架為2根,分別固定在豎支架的頂部并與主體箱體的長邊相平行,所述橫支架上設(shè)有軸向滑槽,所述滑桿的兩端分別裝有滑輪,所述滑桿通過滑輪固定在橫支架的滑槽中并可沿滑槽滑動,所述影像采集單元固定在滑桿上。
[0010]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括染色裝置,所述染色裝置包括裝有色顏料的有色顏料管,所述有色顏料管的兩端裝有滑輪,所述有色顏料管通過滑輪固定在橫支架的滑槽中并可沿滑槽滑動,所述有色顏料管的下方設(shè)有開口.[0011]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述有色顏料管的開口為設(shè)在下方的一排圓孔,所述有色顏料管的內(nèi)部設(shè)有螺旋閥門,轉(zhuǎn)動螺旋閥門可使下方的一排圓孔同時(shí)開啟或關(guān)閉。
[0012]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述有色顏料管的上部設(shè)有加注口,所述有色顏料管一端還設(shè)置有色顏料表。
[0013]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述格柵為兩片以上,每片格柵具有不同的規(guī)格。
[0014]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括頂蓋,所述頂蓋與主箱體相鉸接,所述頂蓋轉(zhuǎn)動時(shí)可以開啟或關(guān)閉主箱體。
[0015]一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,所述主箱體的一側(cè)的下部設(shè)有出水口,所述主箱體的底部設(shè)有萬向輪。
[0016]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本實(shí)用新型的有益效果為:
[0017]1、風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)制造循環(huán)水流流經(jīng)建筑模型,在水流分區(qū)的作用下,流經(jīng)內(nèi)部實(shí)驗(yàn)區(qū)建筑模型的水流近似穩(wěn)態(tài)平行水流,從而模擬流體(實(shí)際條件下為風(fēng))作用于建筑物時(shí)的運(yùn)動方式及軌跡,實(shí)現(xiàn)在一定精度下通過簡單易行的方式對建筑模型周邊風(fēng)環(huán)境的模擬實(shí)驗(yàn),結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、實(shí)驗(yàn)效果直觀生動。
[0018]2、視覺體察系統(tǒng)由影像采集單元和支撐裝置組成,可全過程采集、記錄水流(實(shí)際條件下為風(fēng))作用于建筑物時(shí)的運(yùn)動方式及軌跡,還可以進(jìn)一步與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具連接,將實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具,便于進(jìn)行更直觀的顯示或深入的分析研究。
[0019]3、影像采集單元固定在支撐裝置上并可沿觀測面XY 二軸方向自由移動,便于實(shí)現(xiàn)不同視高和視點(diǎn)的影像采集,以獲得效果更佳的影像數(shù)據(jù)。
[0020]4、設(shè)有染色裝置,可方便地將實(shí)驗(yàn)區(qū)的水流均勻染色,便于觀察水流的運(yùn)動軌跡,并且染色裝置功能完善、操作簡單。[0021]5、實(shí)驗(yàn)區(qū)的前方設(shè)置有可調(diào)節(jié)的格柵,可根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求更換不同規(guī)格的格柵,以調(diào)節(jié)進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū)的水流速度、流量、方向,模擬不同建筑風(fēng)環(huán)境的作用效果。
[0022]6、本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置整體安裝在可開啟關(guān)閉的箱體內(nèi),結(jié)構(gòu)緊湊,便于攜帶,對零碎的實(shí)驗(yàn)構(gòu)件有很好的保護(hù)作用,因而特別適用于建筑風(fēng)環(huán)境課堂教學(xué)、實(shí)驗(yàn)活動或其他類似的用途。
[0023]7、本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)裝置將想象思維認(rèn)知賦予直觀的演示,將建筑技術(shù)試驗(yàn)與建筑設(shè)計(jì)認(rèn)知相結(jié)合,因而可作為建筑風(fēng)環(huán)境設(shè)計(jì)教學(xué)與相關(guān)分析研究的重要輔助手段。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0024]圖1為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025]圖2為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的水循環(huán)示意圖。
[0026]圖3為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的短軸剖面圖。
[0027]圖4為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的長軸剖面圖。
[0028]圖5為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的建筑模型固定裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029]圖6為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的染色裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖7為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的收納狀態(tài)示意圖。
[0031]圖8為本實(shí)用新型水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的開啟狀態(tài)示意圖。
[0032]圖中:主箱體1,底板2,固定擋板3,活動擋板4,格柵5,潛水泵6,萬向輪7,模型平臺8,調(diào)平螺栓9,固定槽10,建筑模型11,有色顏料管12,螺旋閥門13,加注口 14,有色顏料表15,卡槽16,豎支架17,橫支架18,滑桿19,影像采集單元20,固定旋鈕21,滑輪22,頂蓋23,出水口 24。
【具體實(shí)施方式】
[0033]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及實(shí)施例,對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解,此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型,并不用于限定本實(shí)用新型。
[0034]參見圖1和圖2,本實(shí)用新型的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,包括風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)和視覺體察系統(tǒng)。風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)包括主箱體I,主箱體I為上部開口的矩形箱體結(jié)構(gòu)。主箱體I的中部由兩塊平行于主箱體I長邊且固定在底板2上的固定擋板3和一塊平行于主箱體I短邊的可抽取的活動擋板4圍護(hù)成一側(cè)開口的矩形箱體結(jié)構(gòu)的內(nèi)區(qū),內(nèi)區(qū)的四周為外區(qū)。其中,固定擋板3與底板2的連接可采用焊接,活動擋板4通過卡槽16固定在底板2上。內(nèi)區(qū)的內(nèi)部由一塊平行于主箱體I短邊的可抽取式的活動擋板4進(jìn)一步分隔為緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū),其中開口一端為實(shí)驗(yàn)區(qū)。緩沖區(qū)與實(shí)驗(yàn)區(qū)的相鄰處還設(shè)置有可抽取式的格柵5,格柵5可通過卡槽16固定在底板2上。實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)固定有建筑模型11,外區(qū)與緩沖區(qū)相連的一側(cè)設(shè)置有潛水泵6,潛水泵6用于為水流提供流動動力。視覺體察系統(tǒng)包括影像采集單元20和支撐裝置,影像采集單元20通過支撐裝置連接在主箱體I的上方。
[0035]本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境實(shí)驗(yàn)裝置的原理為:主箱體I的水在潛水泵6的帶動下,經(jīng)外區(qū)流入緩沖區(qū),在緩沖區(qū)形成穩(wěn)定勻速的水流之后進(jìn)入實(shí)驗(yàn)區(qū),根據(jù)相似性原理,流經(jīng)實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)的建筑模型的水流,即可模擬近似流體的環(huán)境風(fēng),即以水流的流速、方向和運(yùn)動軌跡等模擬環(huán)境風(fēng)的風(fēng)速、風(fēng)向、運(yùn)動軌跡等。水流自實(shí)驗(yàn)區(qū)流出后,在潛水泵6形成的水壓差作用下回流至潛水泵6處,循環(huán)重復(fù)流動。固定在主箱體I上方的影像采集單元20可連續(xù)拍攝實(shí)驗(yàn)區(qū)的水流影像,記錄肉眼無法辨別的微小的影像變化,采集并存儲實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
[0036]參見圖3和圖4,本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,支撐裝置包括可伸縮的豎支架17、橫支架18和滑桿19??缮炜s的豎支架17為4根,其底部分別固定在底板2上的實(shí)驗(yàn)區(qū)四個(gè)頂點(diǎn)處。為增大實(shí)驗(yàn)裝置的適用范圍,得到更好的拍攝效果,豎支架17可制成可伸縮的多節(jié)結(jié)構(gòu),其高度可以伸縮調(diào)節(jié),當(dāng)調(diào)節(jié)到合適高度時(shí),可通過設(shè)置在每個(gè)豎支架17上的固定旋鈕21進(jìn)行固定。橫支架18為2根,分別固定在豎支架17的頂部,橫支架18與主箱體I的長邊平行,橫支架18上還設(shè)有軸向滑槽?;瑮U19的兩端分別裝有滑輪22,滑桿19通過滑輪22支撐在橫支架18的滑槽中并可沿滑槽滑動。影像采集單元20固定在滑桿19上。影像采集單元20位于實(shí)驗(yàn)區(qū)上方并可隨滑桿19在整個(gè)實(shí)驗(yàn)區(qū)上滑動,便于從不同位置拍攝記錄水流(模擬風(fēng)環(huán)境)的運(yùn)動軌跡,得到效果更佳、記錄更全面的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),便于后續(xù)的研究分析。
[0037]參見圖5,本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,還可以包括建筑模型固定裝置,由模型平臺8、調(diào)平螺栓9和固定槽10組成。模型平臺8通過調(diào)平螺栓9固定在實(shí)驗(yàn)區(qū)的底板2上,調(diào)平螺栓9通常為4個(gè)。在模型平臺8的上表面還固定有兩個(gè)平行的固定槽10,建筑模型11的兩條平行的外邊緣分別固定在兩個(gè)固定槽10內(nèi)。按照一定比例制作的防水建筑模型11通過固定槽10與模型平臺8固定,調(diào)平螺栓9用于將模型平臺8以及其上的建筑模型11固定在底板2上,并且旋轉(zhuǎn)調(diào)平螺栓9可以方便地調(diào)節(jié)模型平臺8的高度,以得到最佳的實(shí)驗(yàn)效果。
[0038]參見圖6,本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,為了更清楚地顯示水流(模擬風(fēng)環(huán)境)的運(yùn)動軌跡,還可以設(shè)置染色裝置,將實(shí)驗(yàn)區(qū)的流水染成便于觀察的顏色。染色裝置包括裝有有色顏料的有色顏料管12,有色顏料管12上設(shè)有開口,方便滴出有色顏料用于染色。為便于固定有色顏料管12以及方便染色,可在有色顏料管12的兩端裝有滑輪22,使有色顏料管12通過滑輪22支撐在橫支架18的滑槽中并可沿滑槽滑動,從而使有色顏料管12固定于實(shí)驗(yàn)區(qū)上方,有色顏料能夠通過下部的開口直接滴入實(shí)驗(yàn)區(qū),將流水染色。
[0039]為進(jìn)一步方便控制染色過程,還可將有色顏料管12的下部開口設(shè)為一排圓孔,并在有色顏料管12的內(nèi)部設(shè)有螺旋閥門13,轉(zhuǎn)動螺旋閥門13可使下部的一排圓孔同時(shí)開啟或關(guān)閉,使實(shí)驗(yàn)區(qū)同一截面的流水均勻染色。
[0040]為進(jìn)一步保證有色顏料管12內(nèi)的有色顏料的存儲量,以及方便在存儲量不足的情況下及時(shí)補(bǔ)入有色顏料,還可以在有色顏料管12 —端還設(shè)置顯示有色顏料余量的有色顏料表15,以及在有色顏料管12的上部設(shè)加注口 14。
[0041]本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,視覺體察系統(tǒng)還可以進(jìn)一步地包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具,影像采集單元20與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具相連,并將采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示工具通常為投影儀,實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析工具通常為計(jì)算機(jī)。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入計(jì)算機(jī)后,可通過專用軟件對水流的運(yùn)動情況進(jìn)行定量分析,從而得到待模擬建筑的環(huán)境氣流風(fēng)向與風(fēng)速的定性關(guān)系,以進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)及建筑物理的理論研究及應(yīng)用。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入投影儀后,便于在課堂顯示實(shí)驗(yàn)結(jié)果,增強(qiáng)教學(xué)的直觀性。
[0042]本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,格柵5可以為兩片以上,每片格柵5具有不同的規(guī)格。使用時(shí)可更換不同形狀尺寸柵縫、不同柵距的格柵,即可形成不同流速、流量的水流,非常方便地模擬不同風(fēng)速、風(fēng)量的建筑風(fēng)環(huán)境,擴(kuò)大實(shí)驗(yàn)范圍,增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)效果O
[0043]為便于攜帶和保護(hù)本實(shí)驗(yàn)裝置,還包括設(shè)置頂蓋23,頂蓋23與主箱體I相鉸接,頂蓋23轉(zhuǎn)動時(shí)可以開啟或關(guān)閉主箱體I。參見圖7和圖8,本實(shí)驗(yàn)裝置的收納和開啟狀態(tài)示意圖。頂蓋23閉合時(shí),實(shí)驗(yàn)裝置全部構(gòu)件收納于箱體內(nèi),起到很好的保護(hù)作用。
[0044]本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,為方便使用,還可以在主箱體I的一側(cè)的下部設(shè)有出水口 24,實(shí)驗(yàn)結(jié)束后,可以方便地將主箱體I內(nèi)的水排除。為方便自由移動和固定,還可以在主箱體I的底部設(shè)置萬向輪7。
[0045]本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,為防止?jié)B水導(dǎo)致實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差,還可以在固定檔板3與底板2的連接部位、活動擋板4與卡槽16的連接部位用密封玻璃膠或者密封橡膠進(jìn)行密封。
[0046]本實(shí)用新型的水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置的使用步驟為:
[0047]1、安裝風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng),包括:將實(shí)驗(yàn)裝置置于水平的工作臺上,打開頂蓋23 ;旋轉(zhuǎn)調(diào)平螺栓9使模型平臺8至合適高度并保持水平,并將待進(jìn)行模擬的等比例防水建筑模型11用固定槽10固定在模型平臺8上;觀察有色顏料表15以察看有色顏料管12內(nèi)的顏料是否足夠,若不足則通過加注口 14內(nèi)加入所需顏料;在外區(qū)與緩沖區(qū)、緩沖區(qū)與實(shí)驗(yàn)區(qū)之間分別插入活動擋板4,并用活塞堵住出水口 24。
[0048]2、安裝視覺體察系統(tǒng)。調(diào)整可伸縮的豎支架17至合適高度后,旋轉(zhuǎn)固定旋鈕21加以固定;將調(diào)整影像采集單元20至最佳觀察位置,然后打開影像采集單元20,并與電腦和投影儀連接。
[0049]3、注水并啟動水循環(huán),包括:向主箱體I內(nèi)部加水至水槽高度3/4處;接通潛水泵6電源,調(diào)試影像采集單元20直至達(dá)到最佳實(shí)驗(yàn)畫面;抽出外區(qū)與緩沖區(qū)的活動擋板4,使?jié)撍?對緩沖區(qū)內(nèi)部注水;當(dāng)緩沖區(qū)水面高度達(dá)到擋板高度3/4時(shí),抽出緩沖區(qū)與實(shí)驗(yàn)區(qū)的活動擋板4,保留格柵5,向?qū)嶒?yàn)區(qū)注水。
[0050]4、調(diào)節(jié)得到穩(wěn)態(tài)水流,包括:觀察水流的流動情況,適當(dāng)調(diào)整模型平臺8高度、調(diào)整格柵5位置、調(diào)節(jié)潛水泵6使用功率及影像采集單元20的拍攝位置,直至得到穩(wěn)定的水循環(huán)過程,使實(shí)驗(yàn)區(qū)水流近似穩(wěn)態(tài)平行,并使影像采集單元20得到最佳的拍攝效果。
[0051]5、正式實(shí)驗(yàn),包括:開啟螺旋閥門13,使有色顏料滴下數(shù)滴后關(guān)閉螺旋閥門13 ;觀察有色顏料在水流中的運(yùn)動情況;利用影像采集單元20記錄實(shí)驗(yàn)區(qū)的穩(wěn)態(tài)水流以及有色顏料在水流中的運(yùn)動情況,即得到建筑風(fēng)環(huán)境模擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果;將實(shí)驗(yàn)結(jié)果輸入電腦和投影儀進(jìn)行播放或者存儲;調(diào)節(jié)潛水泵6的功率、更換不同的格柵5可以模擬不同風(fēng)速下建筑的風(fēng)環(huán)境,進(jìn)行對比試驗(yàn)。
[0052]6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析,包括:計(jì)算機(jī)通過專用軟件對采集拍攝得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析,從而得到待模擬建筑的環(huán)境氣流風(fēng)向與風(fēng)速的定性關(guān)系,輔助研究建筑設(shè)計(jì)及建筑物理研究的相關(guān)課題。
【權(quán)利要求】
1.一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:包括風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)和視覺體察系統(tǒng); 所述風(fēng)環(huán)境模擬系統(tǒng)包括主箱體(1),所述主箱體(1)為上部開口的矩形箱體結(jié)構(gòu),所述主箱體(1)的中部由兩塊平行于主箱體(1)長邊且固定在底板(2)上的固定擋板(3)和一塊平行于主箱體(1)短邊的可抽取式的活動擋板(4)圍護(hù)成一側(cè)開口的矩形箱體結(jié)構(gòu)的內(nèi)區(qū),所述內(nèi)區(qū)的四周為外區(qū),所述內(nèi)區(qū)的內(nèi)部由一塊平行于主箱體(1)短邊的可抽取式的活動擋板(4)進(jìn)一步分隔為緩沖區(qū)和實(shí)驗(yàn)區(qū),其中開口一端為實(shí)驗(yàn)區(qū),所述緩沖區(qū)與實(shí)驗(yàn)區(qū)的相鄰處還設(shè)置有可抽取式的格柵(5),所述實(shí)驗(yàn)區(qū)內(nèi)固定有建筑模型(11),所述外區(qū)與緩沖區(qū)相連的一側(cè)設(shè)置有潛水泵(6); 所述視覺體察系統(tǒng)包括影像采集單元(20)和支撐裝置,所述影像采集單元(20)通過支撐裝置連接在主箱體(1)的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括建筑模型固定裝置,所述建筑模型固定裝置由模型平臺(8)、調(diào)平螺栓(9)和固定槽(10)組成,所述模型平臺(8)通過調(diào)平螺栓(9)固定在實(shí)驗(yàn)區(qū)的底板(2)上,所述模型平臺(8)的上表面還固定有兩個(gè)平行的固定槽(10),所述建筑模型(11)的兩條平行的外邊緣分別固定在兩個(gè)固定槽(10)內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述視覺體察系統(tǒng)還包括實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具,所述影像采集單元(20 )與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具相連,并將采集的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)輸入實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示分析工具。
4.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述支撐裝置包括可伸縮的豎支架(17)、橫支架(18)和滑桿(19),所述可伸縮的豎支架(17)為4根,底部分別固定在底板(2)上的實(shí)驗(yàn)區(qū)四個(gè)頂點(diǎn)處,橫支架(18)為2根,分別固定在豎支架(17)的頂部并與主箱體(1)的長邊相平行,所述橫支架(18)上設(shè)有軸向滑槽,所述滑桿(19)的兩端分別裝有滑輪(22),所述滑桿(19)通過滑輪(22)固定在橫支架(18)的滑槽中并可沿滑槽滑動,所述影像采集單元(20)固定在滑桿(19)上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括染色裝置,所述染色裝置包括裝有色顏料的有色顏料管(12),所述有色顏料管(12 )的兩端裝有滑輪(22 ),所述有色顏料管(12)通過滑輪(22 )固定在橫支架(18 )的滑槽中并可沿滑槽滑動,所述有色顏料管(12)的下方設(shè)有開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述有色顏料管(12)的開口為設(shè)在下方的一排圓孔,所述有色顏料管(12)的內(nèi)部設(shè)有螺旋閥門(13),轉(zhuǎn)動螺旋閥門(13)可使下方的一排圓孔同時(shí)開啟或關(guān)閉。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述有色顏料管(12)的上部設(shè)有加注口( 14),所述有色顏料管(12)—端還設(shè)置有色顏料表(15)。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述格柵(5)為兩片以上,每片格柵(5)具有不同的規(guī)格。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述實(shí)驗(yàn)裝置還包括頂蓋(23),所述頂蓋(23)與主箱體(1)相鉸接,所述頂蓋(23)轉(zhuǎn)動時(shí)可以開啟或關(guān)閉主箱體(1)。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種水流模擬建筑風(fēng)環(huán)境的實(shí)驗(yàn)裝置,其特征在于:所述主箱體(1)的一側(cè)的下部設(shè)有出水口`(24),所述主箱體(1)的底部設(shè)有萬向輪(7)。
【文檔編號】G09B25/04GK203465888SQ201320547363
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年9月4日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月4日
【發(fā)明者】雷祖康, 肖路, 李心瑤, 盛毅, 劉小虎 申請人:華中科技大學(xué)