一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，包括風(fēng)洞本體和測(cè)量系統(tǒng)，所述風(fēng)洞本體為直流式，由穩(wěn)定段、收縮段、試驗(yàn)段、擴(kuò)散段以及風(fēng)機(jī)段依次連接組成；所述測(cè)量系統(tǒng)包括電子傳感器、Arduino板、轉(zhuǎn)接板和傳輸數(shù)據(jù)面包線，轉(zhuǎn)接板將每個(gè)電子傳感器的正極、負(fù)極和時(shí)鐘信號(hào)連接至Arduino板的相應(yīng)端口，跨接線將電子傳感器的順序端口依次連接至Arduino板相應(yīng)的模擬輸入端口，Arduino板連接計(jì)算機(jī)的USB接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；電子傳感器與被測(cè)模型內(nèi)表面固定層相連接，數(shù)據(jù)傳輸面包線與轉(zhuǎn)接板相連。本發(fā)明有助于建筑師理解復(fù)雜的城市風(fēng)環(huán)境現(xiàn)象及其對(duì)建筑性能的影響，在設(shè)計(jì)初期階段及早發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計(jì)問題，對(duì)設(shè)計(jì)提升建筑性能和能源效率具有指導(dǎo)性意義。
【專利說明】
一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明主要涉及風(fēng)環(huán)境模擬領(lǐng)域，具體是一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞。
【背景技術(shù)】
[0002]理解高密度城市環(huán)境中的空氣流動(dòng)現(xiàn)象對(duì)建筑和城市設(shè)計(jì)而言是至關(guān)重要的，風(fēng)在城市中的流動(dòng)與擴(kuò)散決定了環(huán)境的空氣質(zhì)量、建筑物風(fēng)壓、城市熱島效應(yīng)以及行人舒適度?，F(xiàn)有的研究建筑風(fēng)環(huán)境的方法基本可以分為兩類:風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬，兩種方法各有利弊。其中，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘鎸?shí)地模擬城市語境下的風(fēng)環(huán)境現(xiàn)象，準(zhǔn)確而有效地測(cè)量出相關(guān)數(shù)據(jù)。但是，傳統(tǒng)工業(yè)級(jí)風(fēng)洞的造價(jià)及運(yùn)營成本過于昂貴且需要專業(yè)人員協(xié)助進(jìn)行操作，因此風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)并不能在建筑設(shè)計(jì)領(lǐng)域普及。
[0003]目前，針對(duì)空氣動(dòng)力性能的風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)通常在設(shè)計(jì)中后期一一即總體幾何形態(tài)已經(jīng)初步確定的階段進(jìn)行。在此背景下，風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)多數(shù)由專門的技術(shù)人員操作，用于評(píng)估已有設(shè)計(jì)，驗(yàn)證已成型的建筑方案的可行性。但是，很多重要的影響建筑性能的設(shè)計(jì)決策都來自于設(shè)計(jì)初期階段。同時(shí)，風(fēng)對(duì)于建筑的作用力，也很大程度上取決于建筑的基本形態(tài)與布局。因此在建筑設(shè)計(jì)初期階段，分析城市風(fēng)環(huán)境顯得尤為重要，建筑師需要測(cè)試并驗(yàn)證多種可能的設(shè)計(jì)選擇，并得到設(shè)計(jì)方案實(shí)時(shí)反饋的性能數(shù)據(jù)。
[0004]綜上所述，研發(fā)一種成本低、可達(dá)性強(qiáng)，適用于建筑設(shè)計(jì)初期階段，能夠直觀且定性地模擬風(fēng)對(duì)建筑群分布及建筑形態(tài)的影響的風(fēng)洞極有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明提供了一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，通過較低的成本搭建操作簡(jiǎn)單、成本可控、流場(chǎng)穩(wěn)定、測(cè)量精度滿足建筑初期設(shè)計(jì)需求的物理風(fēng)洞，以便進(jìn)行建筑風(fēng)環(huán)境模擬、數(shù)據(jù)測(cè)量以及性能反饋。
[0006]本發(fā)明所提供的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，包括風(fēng)洞本體和測(cè)量系統(tǒng)，其中:所述風(fēng)洞本體為直流式，由穩(wěn)定段、收縮段、試驗(yàn)段、擴(kuò)散段以及風(fēng)機(jī)段依次連接組成；
穩(wěn)定段由第一腔壁和嵌于第一腔壁內(nèi)的整流裝置構(gòu)成;收縮段由第二腔壁構(gòu)成;試驗(yàn)段由第三腔壁、觀察門裝置、圓盤裝置、照明燈管、泡沫粗糙元和被測(cè)模型構(gòu)成，所述圓盤裝置位于第三腔壁底部，被測(cè)模型放置于圓盤裝置之上，觀察門裝置位于第三腔壁側(cè)，照明燈管位于第三腔壁頂部轉(zhuǎn)角處，泡沫粗糙元位于被測(cè)模型上風(fēng)段第三腔壁內(nèi)壁底部;擴(kuò)散段由第四腔壁、風(fēng)扇開關(guān)裝置以及電子調(diào)速器構(gòu)成;風(fēng)機(jī)段由第五腔壁和風(fēng)機(jī)裝置構(gòu)成;所述測(cè)量系統(tǒng)包括電子傳感器、Arduino板、轉(zhuǎn)接板和傳輸數(shù)據(jù)面包線，轉(zhuǎn)接板將每個(gè)電子傳感器的正極、負(fù)極和時(shí)鐘信號(hào)連接至Arduino板的相應(yīng)端口，跨接線將電子傳感器的順序端口依次連接至Arduino板相應(yīng)的模擬輸入端口，Arduino板連接計(jì)算機(jī)的USB接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；電子傳感器通過螺絲與被測(cè)模型內(nèi)表面留有螺絲孔的固定層相連接，數(shù)據(jù)傳輸面包線依次連接相應(yīng)的電子傳感器的排針端口，穿過被測(cè)模型與圓盤裝置預(yù)留的走線孔洞，在試驗(yàn)段下方與轉(zhuǎn)接板相連。
[0007]本發(fā)明中，轉(zhuǎn)接板設(shè)有三縱列，每一縱列有二十四排，每一單排有5個(gè)插口，其中4個(gè)分別代表正極、負(fù)極、時(shí)鐘信號(hào)和序列信號(hào)，第5個(gè)插口則由跨接線依次連接至Arduino板的模擬輸入端，實(shí)現(xiàn)從電子傳感器到板的數(shù)據(jù)傳輸。
[0008]本發(fā)明中，第一腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和鋁合金側(cè)壁連接而成。
[0009]本發(fā)明中，整流裝置由十字型固定框架和金屬絲網(wǎng)連接而成，金屬絲網(wǎng)采用三層紗網(wǎng)組合，金屬絲網(wǎng)張緊后由固定框架從兩側(cè)壓緊固定。
[0010]本發(fā)明中，第二腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和木質(zhì)側(cè)壁連接而成，木質(zhì)側(cè)壁由若干塊復(fù)合木板貼合而成，收縮段整體呈縮放式喇叭形，復(fù)合木板間接縫通過硅膠內(nèi)側(cè)密封，使得第二腔壁的內(nèi)壁光滑。
[0011]本發(fā)明中，第三腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架及玻璃觀察側(cè)壁連接而成，玻璃觀察側(cè)壁的內(nèi)壁切角延續(xù)至收縮段內(nèi)壁切角，以減少洞壁對(duì)于氣流的干擾;所述玻璃觀察側(cè)壁依據(jù)分段結(jié)構(gòu)貼合于鋁合金結(jié)構(gòu)框架上，轉(zhuǎn)角處以角鋁和螺栓相互連接。
[0012]本發(fā)明中，第四腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和鋁合金側(cè)壁連接而成。
[0013]本發(fā)明中，第五腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和鋁合金側(cè)壁連接而成。
[0014]本發(fā)明中，風(fēng)機(jī)裝置由個(gè)相同的軸流風(fēng)機(jī)和風(fēng)扇整流裝置組成，風(fēng)扇開關(guān)裝置可以開啟軸流風(fēng)機(jī)，所述軸流風(fēng)機(jī)從風(fēng)洞內(nèi)吸風(fēng)，電子調(diào)速器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇整流裝置由泡沫填充物構(gòu)成，包裹于軸流風(fēng)機(jī)外，充當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)的固定支架，減緩其震動(dòng)。風(fēng)扇整流裝置分前后兩段，每段將風(fēng)扇截面和腔壁內(nèi)側(cè)截面光滑連接，保證風(fēng)機(jī)段內(nèi)側(cè)腔壁為光滑流線曲面。
[0015]本發(fā)明的有益效果在于:本發(fā)明有助于建筑師理解復(fù)雜的城市風(fēng)環(huán)境現(xiàn)象及其對(duì)建筑性能的影響，在設(shè)計(jì)初期階段及早發(fā)現(xiàn)和解決設(shè)計(jì)問題，對(duì)設(shè)計(jì)提升建筑性能和能源效率具有指導(dǎo)性意義。本發(fā)明借助電子傳感器、開源電子原型平臺(tái)及建筑軟件，實(shí)現(xiàn)物理數(shù)據(jù)的收集與即時(shí)傳導(dǎo)，完成與建筑設(shè)計(jì)模塊的無縫對(duì)接，將基于真實(shí)環(huán)境模擬的測(cè)量數(shù)據(jù)直接反饋到建筑生形過程中，節(jié)省大量數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化時(shí)間；本發(fā)明發(fā)展出系統(tǒng)化的性能研究方法，在對(duì)設(shè)計(jì)可能性進(jìn)行迭代優(yōu)化及比較的前提下推動(dòng)建筑形式的生成；相比現(xiàn)有大型工業(yè)風(fēng)洞，本發(fā)明在滿足建筑生形實(shí)驗(yàn)所需精度的前提下，具有構(gòu)造明晰、能耗低、造價(jià)低、運(yùn)行維護(hù)費(fèi)用低、可達(dá)性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，作為極為有效的設(shè)計(jì)生成工具，對(duì)建筑空氣動(dòng)力學(xué)領(lǐng)域的建筑師和研究者尤其適用。
【附圖說明】
[0016]圖1為本發(fā)明的軸側(cè)圖。
[0017]圖2為穩(wěn)定段的軸測(cè)圖。
[0018]圖3為收縮段的軸測(cè)圖。
[0019]圖4為實(shí)驗(yàn)段的軸測(cè)圖。
[0020]圖5為擴(kuò)散段的軸測(cè)圖。
[0021]圖6為風(fēng)機(jī)段的軸測(cè)圖。
[0022]圖7為本發(fā)明的測(cè)量模式示意圖。
[0023]圖8為本發(fā)明的工作流程。
[0024]圖中標(biāo)號(hào):I為穩(wěn)定段;2為收縮段;3為試驗(yàn)段;4為擴(kuò)散段;5為風(fēng)機(jī)段;6為第一腔壁;7為整流裝置;8為鋁合金結(jié)構(gòu)框架;9為鋁合金側(cè)壁；10為整流裝置的固定框架；11為整流裝置的金屬絲網(wǎng)；12為第二腔壁;13為木質(zhì)側(cè)壁;14為第三腔壁;15為觀察門裝置；16為圓盤裝置;17為照明燈管；18為泡沫粗糙元;19為被測(cè)模型;20為玻璃觀察側(cè)壁;21為玻璃觀察偵_內(nèi)壁切角；22為第四腔壁;23為風(fēng)扇開關(guān)裝置;24為電子調(diào)速器;25為第五腔壁;26為風(fēng)機(jī)裝置;27為軸流風(fēng)機(jī);28為風(fēng)扇整流裝置;29為電子傳感器;30為模擬測(cè)量裝置的數(shù)據(jù)傳輸面包線;31為轉(zhuǎn)接板;32為Arduino板;33為跨接線。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式作進(jìn)一步詳細(xì)闡述。
[0026]實(shí)施例1:參照?qǐng)D1，本實(shí)施例提供一種由穩(wěn)定段1、收縮段2、試驗(yàn)段3、擴(kuò)散段4以及風(fēng)機(jī)段5五個(gè)部分依次連接組成，基于智能互動(dòng)平臺(tái)測(cè)量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的物理風(fēng)洞。
[0027]參照?qǐng)D2，穩(wěn)定段I由第一腔壁6和內(nèi)嵌于第一腔壁6內(nèi)的整流裝置7構(gòu)成。第一腔壁6由鋁合金結(jié)構(gòu)框架8和鋁合金側(cè)壁9構(gòu)成。在綜合氣流均勻性、穩(wěn)定性和氣流能量指標(biāo)的前提下，整流裝置7采用了三層紗網(wǎng)組合，以減少風(fēng)扇產(chǎn)生的渦流。整流裝置7由十字型固定框架10和金屬絲網(wǎng)11構(gòu)成，金屬絲網(wǎng)11張緊后由固定框架10從兩側(cè)壓緊固定。穩(wěn)定段進(jìn)風(fēng)口為矩形截面，截面尺寸為2160_X 1700_。
[0028]參照?qǐng)D3，收縮段2由第二腔壁12構(gòu)成，第二腔壁12由鋁合金結(jié)構(gòu)框架8和木質(zhì)側(cè)壁13構(gòu)成。木質(zhì)側(cè)壁13由多塊復(fù)合木板貼合而成，整體呈縮放式喇叭形，木板間接縫通過硅膠內(nèi)側(cè)密封，使得內(nèi)壁光滑。收縮段2進(jìn)口截面面積為3.584m2，約合直徑1900mm，收縮段2長(zhǎng)度采用進(jìn)口直徑0.6倍，取I 10mm，從而減少氣流在洞口產(chǎn)生分離，減少能量損失。
[0029]參照?qǐng)D4，試驗(yàn)段3由第三腔壁14、觀察門裝置15、圓盤裝置16、照明燈管17、泡沫粗糙元18和被測(cè)模型19構(gòu)成。其中，第三腔壁14由鋁合金結(jié)構(gòu)框架8及玻璃觀察側(cè)壁20構(gòu)成。玻璃觀察側(cè)壁20的內(nèi)壁切角21延續(xù)至收縮段2內(nèi)壁切角，以減少洞壁對(duì)于氣流的干擾;所述玻璃觀察側(cè)壁20依據(jù)分段結(jié)構(gòu)貼合于鋁合金結(jié)構(gòu)框架8上，轉(zhuǎn)角處以角鋁和螺栓相互連接；觀察門裝置15由門板、支撐桿、鎖扣構(gòu)成，將矩形玻璃門板邊緣打孔，通過合頁，與上方玻璃一邊相連，在矩形玻璃門板另一邊緣安裝把手，且用有機(jī)玻璃膠貼上磁條，保證門在關(guān)閉時(shí)不至被風(fēng)洞內(nèi)部氣流擾動(dòng)；圓盤裝置16包含刻度托盤、轉(zhuǎn)盤及操作手柄，可以調(diào)節(jié)至指定旋轉(zhuǎn)角度；照明燈管17由燈管支架固定，提供風(fēng)洞使用和布置階段的照明；泡沫粗糙元18為5cmX3.6cmX3.8cm的泡沫塊，間隔22cm排列，粘貼于被測(cè)模型的上風(fēng)區(qū)一一第三腔壁14的底部，用以模擬城市粗糙度;被測(cè)模型19由三維打印機(jī)打印，預(yù)留有布置傳感器裝置的孔洞。試驗(yàn)段選擇易于安裝開啟門、便于觀察的矩形截面，截面尺寸為ISOOmmX 1200mm。試驗(yàn)段長(zhǎng)度為8200mm，折合試驗(yàn)段直徑的5.5倍。
[0030]參照?qǐng)D5，擴(kuò)散段4由第四腔壁22以及安裝于第四腔壁22上的風(fēng)扇開關(guān)裝置23及電子調(diào)速器24構(gòu)成。其中，第四腔壁22由鋁合金結(jié)構(gòu)框架8和鋁合金側(cè)壁9構(gòu)成;開關(guān)裝置23、電子調(diào)速器24將在風(fēng)機(jī)段5中詳細(xì)闡述。進(jìn)口截面尺寸為ISOOmmX 1200_，出口截面尺寸為2400mm X 1600mm，長(zhǎng)度為 780mm。
[0031]參照?qǐng)D6，風(fēng)機(jī)段5由第五腔壁25和風(fēng)機(jī)裝置26構(gòu)成。其中，第五腔壁25由鋁合金結(jié)構(gòu)框架8、鋁合金側(cè)壁8構(gòu)成；風(fēng)機(jī)裝置26由6個(gè)相同的軸流風(fēng)機(jī)27及其風(fēng)扇整流裝置28構(gòu)成。電機(jī)以220V電源供電，風(fēng)扇開關(guān)裝置23可以開啟軸流風(fēng)機(jī)27，所述軸流風(fēng)機(jī)27從風(fēng)洞內(nèi)吸風(fēng)，電子調(diào)速器24控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，電機(jī)帶動(dòng)槳葉旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生一定速度的氣流，可達(dá)的風(fēng)速范圍為Om/s-lOm/s。風(fēng)扇整流裝置28充當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)27的固定支架，由泡沫填充物構(gòu)成，填充物包裹軸流風(fēng)機(jī)27，減緩其震動(dòng)。風(fēng)扇整流裝置28分前后兩段，每段將風(fēng)扇截面和腔壁內(nèi)側(cè)截面光滑連接，保證風(fēng)機(jī)段內(nèi)側(cè)腔壁為光滑流線曲面。
[0032]參照?qǐng)D7，風(fēng)環(huán)境數(shù)據(jù)測(cè)量系統(tǒng)由Arduino板24、電子傳感器21、數(shù)據(jù)傳輸面包線22、轉(zhuǎn)接板23、跨接線25等電子元件組成，用以實(shí)現(xiàn)對(duì)建筑物表面風(fēng)壓的測(cè)量。Arduino系統(tǒng)易學(xué)易用，且能夠與建模軟件Rhino的插件Grasshopper實(shí)現(xiàn)良好的對(duì)接，從而進(jìn)一步對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行深入處理。其中,Arduino板24為Mega 2560型號(hào)，該型號(hào)具有較多的模擬輸入端口，可以同時(shí)采集多組傳感器的數(shù)據(jù)。電子傳感器21為博世出產(chǎn)的壓力傳感器BMP180，用以測(cè)量特定工況下特定位置的壓力數(shù)值。電子傳感器21上焊接單排針，使得面包線22可以將壓力傳感器連接至轉(zhuǎn)接板23上，轉(zhuǎn)接板23將各電子傳感器21的正極、負(fù)極和時(shí)鐘信號(hào)統(tǒng)一連接至Arduino板24的相應(yīng)端口，跨接線25將電子傳感器的順序端口依次連接至Arduino板24的模擬輸入端口，Arduino板24最終連接計(jì)算機(jī)USB接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸。
[0033]參照?qǐng)D8，本發(fā)明可以用于進(jìn)行建筑設(shè)計(jì)初期階段的方案生成、模擬與優(yōu)化。具體流程詳細(xì)說明如下:
在完成物理風(fēng)洞的搭建后，本發(fā)明的工作原理如下:首先，獲取建筑所在地區(qū)的氣象數(shù)據(jù)，包括風(fēng)向、風(fēng)速、風(fēng)頻等作為實(shí)驗(yàn)條件。然后，根據(jù)恰當(dāng)?shù)膸缀慰s尺比，確定用于風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的建筑模型的區(qū)域范圍及比例，通過三維打印機(jī)將被測(cè)模型19打印成型。需注意的是，被測(cè)模型19表面應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)需求預(yù)留尺寸為13mmX 1mm的孔洞，用以安裝電子傳感器。該模型打印為空心模型，僅外墻部分為內(nèi)設(shè)支撐的結(jié)構(gòu)，空心部分供連接電子傳感器29的數(shù)據(jù)傳輸面包線30穿過。為方便后續(xù)電子傳感器29的安裝，可將模型縱向剖切，打印成可以相互插接的兩個(gè)部分，在布置傳感器時(shí)分為兩個(gè)部分，方便操作;在傳感器布置完成后，相互插接，合為一個(gè)整體。
[0034]將被測(cè)模型19置入試驗(yàn)段3的圓盤裝置16之上，操縱手柄調(diào)整圓盤裝置16旋轉(zhuǎn)角度至模擬工況下的風(fēng)向角。在模型表面布置電子29傳感器，連接線路。電子傳感器29通過平頭螺絲和螺母與被測(cè)模型內(nèi)表面的留有螺絲孔的固定層相連接。四股數(shù)據(jù)傳輸面包線30依次連接電子傳感器29的四個(gè)排針端口，穿過被測(cè)模型與圓盤裝置預(yù)留的走線孔洞，在試驗(yàn)段3下方與轉(zhuǎn)接板31相連。其中，轉(zhuǎn)接板為自主焊制，三縱列，每一縱列有二十四排。每一單排有5個(gè)插口，其中4個(gè)分別代表正極、負(fù)極、時(shí)鐘信號(hào)和序列信號(hào)，第5個(gè)插口則由跨接線33依次連接至Arduino板32的模擬輸入端，實(shí)現(xiàn)從電子傳感器29到Arduino板的數(shù)據(jù)傳輸。完成轉(zhuǎn)接板與傳感器的連接后，跨接線并聯(lián)起轉(zhuǎn)接板中的正極、負(fù)極和時(shí)鐘信號(hào)，統(tǒng)一連接至Arduino板的正負(fù)極和時(shí)鐘端口。每塊Arduino Mega2560板一次可以實(shí)現(xiàn)66個(gè)傳感器的數(shù)據(jù)讀取。若需要讀取更多的電子傳感器讀數(shù)，可增加配套數(shù)量，通過USB擴(kuò)展器連接至電腦端口。隨即，啟動(dòng)電腦中Rhino軟件的Grasshopper插件，打開應(yīng)用Firef Iy插件編寫完成的數(shù)據(jù)可視化程序，該程序?qū)崿F(xiàn)對(duì)Arduino讀數(shù)的同步提取。
[0035]電子傳感器29布置完畢后，檢查風(fēng)洞各段腔壁的氣密性，關(guān)閉觀察門裝置15，將鎖扣鎖緊。打開電源開關(guān)23和照明燈管17，將試驗(yàn)段內(nèi)的照明燈管點(diǎn)亮，軸流風(fēng)機(jī)27開始轉(zhuǎn)動(dòng)，調(diào)節(jié)電子調(diào)速器24至模擬工況下的風(fēng)速值，等待一段時(shí)間，氣流將會(huì)從穩(wěn)定段I入口進(jìn)入，撞擊電子傳感器29表面。同時(shí)，Grasshopper程序中將會(huì)出現(xiàn)持續(xù)小幅變化的壓力數(shù)據(jù)，待壓力數(shù)據(jù)變化幅度滿足程序預(yù)設(shè)范圍，則保存該組數(shù)據(jù)用于后處理。
[0036]通過Grasshopper程序?qū)y(cè)得的數(shù)據(jù)進(jìn)行可視化分析，同時(shí)，根據(jù)設(shè)計(jì)設(shè)定的性能目標(biāo)判定所測(cè)建筑是否滿足性能指標(biāo)。若不滿足，優(yōu)化數(shù)據(jù)不理想的位置的建筑形態(tài)，生成優(yōu)化方案，再次打印，布置電子傳感器29，進(jìn)行新一輪實(shí)驗(yàn)。直至所測(cè)數(shù)據(jù)滿足所需性能目標(biāo)，實(shí)現(xiàn)建筑形態(tài)生成與優(yōu)化的設(shè)計(jì)意圖。
[0037]本發(fā)明專利適用于建筑學(xué)對(duì)建筑設(shè)計(jì)初期階段方案的模擬測(cè)試。上文結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但本發(fā)明不局限于上述的【具體實(shí)施方式】。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下，還可以對(duì)很多風(fēng)數(shù)據(jù)進(jìn)行測(cè)量和操作，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，包括風(fēng)洞本體和測(cè)量系統(tǒng)，其特征在于: 所述風(fēng)洞本體為直流式，由穩(wěn)定段、收縮段、試驗(yàn)段、擴(kuò)散段以及風(fēng)機(jī)段依次連接組成；穩(wěn)定段由第一腔壁和嵌于第一腔壁內(nèi)的整流裝置構(gòu)成;收縮段由第二腔壁構(gòu)成;試驗(yàn)段由第三腔壁、觀察門裝置、圓盤裝置、照明燈管、泡沫粗糙元和被測(cè)模型構(gòu)成，所述圓盤裝置位于第三腔壁底部，被測(cè)模型放置于圓盤裝置之上，觀察門裝置位于第三腔壁側(cè)，照明燈管位于第三腔壁頂部轉(zhuǎn)角處，泡沫粗糙元位于被測(cè)模型上風(fēng)段第三腔壁內(nèi)壁底部;擴(kuò)散段由第四腔壁、風(fēng)扇開關(guān)裝置以及電子調(diào)速器構(gòu)成;風(fēng)機(jī)段由第五腔壁和風(fēng)機(jī)裝置構(gòu)成;所述測(cè)量系統(tǒng)包括電子傳感器、Arduino板、轉(zhuǎn)接板和傳輸數(shù)據(jù)面包線，轉(zhuǎn)接板將每個(gè)電子傳感器的正極、負(fù)極和時(shí)鐘信號(hào)連接至Arduino板的相應(yīng)端口，跨接線將電子傳感器的順序端口依次連接至Arduino板相應(yīng)的模擬輸入端口，Arduino板連接計(jì)算機(jī)的USB接口，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的傳輸；電子傳感器通過螺絲與被測(cè)模型內(nèi)表面留有螺絲孔的固定層相連接，數(shù)據(jù)傳輸面包線依次連接相應(yīng)的電子傳感器的排針端口，穿過被測(cè)模型與圓盤裝置預(yù)留的走線孔洞，在試驗(yàn)段下方與轉(zhuǎn)接板相連。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:轉(zhuǎn)接板設(shè)有三縱列，每一縱列有二十四排，每一單排有5個(gè)插口，其中4個(gè)分別代表正極、負(fù)極、時(shí)鐘信號(hào)和序列信號(hào)，第5個(gè)插口則由跨接線依次連接至Arduino板的模擬輸入端，實(shí)現(xiàn)從電子傳感器到板的數(shù)據(jù)傳輸。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:第一腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和鋁合金側(cè)壁連接而成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:整流裝置由十字型固定框架和金屬絲網(wǎng)連接而成，金屬絲網(wǎng)采用三層紗網(wǎng)組合，金屬絲網(wǎng)張緊后由固定框架從兩側(cè)壓緊固定。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:第二腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和木質(zhì)側(cè)壁連接而成，木質(zhì)側(cè)壁由若干塊復(fù)合木板貼合而成，收縮段整體呈縮放式喇叭形，復(fù)合木板間接縫通過硅膠內(nèi)側(cè)密封，使得第二腔壁的內(nèi)壁光滑。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:第三腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架及玻璃觀察側(cè)壁連接而成，玻璃觀察側(cè)壁的內(nèi)壁切角延續(xù)至收縮段內(nèi)壁切角，以減少洞壁對(duì)于氣流的干擾;所述玻璃觀察側(cè)壁依據(jù)分段結(jié)構(gòu)貼合于鋁合金結(jié)構(gòu)框架上，轉(zhuǎn)角處以角鋁和螺栓相互連接。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:第四腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和鋁合金側(cè)壁連接而成。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:第五腔壁由鋁合金結(jié)構(gòu)框架和鋁合金側(cè)壁連接而成。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于智能互動(dòng)平臺(tái)的風(fēng)洞，其特征在于:風(fēng)機(jī)裝置由個(gè)相同的軸流風(fēng)機(jī)和風(fēng)扇整流裝置組成，風(fēng)扇開關(guān)裝置可以開啟軸流風(fēng)機(jī)，所述軸流風(fēng)機(jī)從風(fēng)洞內(nèi)吸風(fēng)，電子調(diào)速器控制電機(jī)的轉(zhuǎn)速，風(fēng)扇整流裝置由泡沫填充物構(gòu)成，包裹于軸流風(fēng)機(jī)夕卜，充當(dāng)軸流風(fēng)機(jī)的固定支架，減緩其震動(dòng);風(fēng)扇整流裝置分前后兩段，每段將風(fēng)扇截面和腔壁內(nèi)側(cè)截面光滑連接，保證風(fēng)機(jī)段內(nèi)側(cè)腔壁為光滑流線曲面。
【文檔編號(hào)】G01M9/04GK105841913SQ201610171277
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年3月24日
【發(fā)明人】袁烽, 肖彤, 黃舒怡
【申請(qǐng)人】同濟(jì)大學(xué), 上海造建筑智能工程有限公司, 上海一造建筑智能工程有限公司