专利名称：一种实现衰减各向同性湍流的实验装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种湍流实验装置，具体涉及一种实现衰减各向同性湍流的实验装置。
背景技术：
各向同性湍流是一种最简单的湍流，且最容易进行理论分析、实验研究及数值模拟。通过在风洞实验段的均勻气流中设置一排或几排规则的格栅，均勻气流垂直流过格栅时产生不规则扰动。这种不规则扰动向下游运动过程中，由于没有外界干扰，逐渐演化为各向同性湍流。在流向距离大于格栅尺度的30 40倍以后，风洞实验段中心区的均勻气流中湍流接近各向同性。网格后面的流动可分成三个典型区域(1)网格湍流形成区；(2)网格湍流衰减初期；(3)网格湍流衰减末期。但在风洞中实现各向同性湍流需要占用较多的实验面积和设备，且操作不方便。现有实验装置为解决上述问题，将风洞改成水槽(或水洞)，其原理与风洞相类似，与风洞实验相比，需较少的实验面积和设备，但仍存在实验系统复杂及操作不方便的问题。

发明内容
本发明的目的是为了解决现有实验装置存在实验系统复杂及操作不方便的问题， 进而提供一种实现衰减各向同性湍流的实验装置。本发明的技术方案是一种实现衰减各向同性湍流的实验装置包括底架、泄水管、 水箱和泄水管阀门，水箱设置在底架上，底架的上端面上开有泄水口，泄水管设置在底架的底端，且泄水管与底架上的泄水口连通，泄水管阀门设置在泄水管上，所述实现衰减各向同性湍流的实验装置还包括网格、电机、支架、第一转动轴、第一皮带轮、第二皮带轮、第三皮带轮、第四皮带轮、两根皮带、第二传动轴、两个轴承座和多根支撑杆，多根支撑杆设置在水箱内，并支撑水箱，支架设置在水箱的上端，第一转动轴和电机均设置在支架上，且电机的输出端与第一转动轴连接，第一皮带轮和第二皮带轮套装在第一转动轴上，两个轴承座并列设置在水箱内，第二传动轴设置在两个轴承座上，第三皮带轮和第四皮带轮套装在第二传动轴上，第一皮带轮和第三皮带轮与第二皮带轮和第四皮带轮之间各通过一根皮带连接，网格设置在水箱内，网格固定在皮带的一端上，且网格与皮带同步运动。本发明与现有技术相比具有以下效果1.本发明在实验过程中的占地面积和设备小，实验系统简单，操作方便。2.本发明的电机拉拽网格在水中移动，受干扰因素较少，能形成典型的衰减各向同性湍流。3.本发明调节电机的转速可以改变格运动速度，从而赋予流体以不同初始强度的衰减各向同性湍流，从而进行变工况实验4.本发明的网格由皮带牵引，皮带具有一定的韧性，同时横截面积小，对水箱内流场影响小，网格沿刚性导轨运动， 综上措施保证了网格运动的稳定性。


图1是本发明的整体结构示意图。
具体实施例方式具体实施方式
一结合图1说明本实施方式，本实施方式的一种实现衰减各向同性湍流的实验装置包括底架1、泄水管2、水箱3和泄水管阀门4，水箱3设置在底架1上，底架1的上端面上开有泄水口 1-1，泄水管2设置在底架1的底端，且泄水管2与底架1上的泄水口 1-1连通，泄水管阀门4设置在泄水管2上，所述实现衰减各向同性湍流的实验装置还包括网格5、电机6、支架7、第一转动轴8、第一皮带轮9、第二皮带轮10、第三皮带轮11、 第四皮带轮12、两根皮带钢丝13、第二传动轴15、两个轴承座16和多根支撑杆14，多根支撑杆14设置在水箱3内，并支撑水箱3，支架7设置在水箱3的上端，第一转动轴8和电机 6均设置在支架7上，且电机6的输出端与第一转动轴8连接，第一皮带轮9和第二皮带轮 10套装在第一转动轴8上，两个轴承座16并列设置在水箱3内，第二传动轴15设置在两个轴承座16上，第三皮带轮11和第四皮带轮12套装在第二传动轴15上，第一皮带轮9和第三皮带轮11与第二皮带轮10和第四皮带轮12之间各通过一根皮带13连接，网格5设置在水箱3内，网格5固定在皮带13的一端上，且网格5与皮带13同步运动。网格5两侧边缘处开有圆形小孔，大小比支撑杆14直径大，两根支撑杆14穿过， 起到导轨的作用，保证网格水平的姿态，沿支撑杆14上下运动。本实施方式水箱3的上端口用于注入水。
具体实施方式
二 结合图1说明本实施方式，本实施方式的水箱3为有机玻璃水箱。如此设置，方便进行观察，同时应用先进的粒子图像测速仪等实验仪器，在不影响流场的情况下，对水箱内流体衰减各向同性湍流现象进行观察和测量。其它组成和连接关系与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三结合图1说明本实施方式，本实施方式的网格5为正方形，网格 5上开有多个正方形的湍流口。如此设置，便于实现和完成衰减各向同性湍流的实验现象。 其它组成和连接关系与具体实施方式
一或二相同。
权利要求
1.一种实现衰减各向同性湍流的实验装置，它包括底架(1)、泄水管O)、水箱(3)和泄水管阀门，水箱C3)设置在底架(1)上，底架(1)的上端面上开有泄水口(1-1)，泄水管(2)设置在底架(1)的底端，且泄水管( 与底架(1)上的泄水口(1-1)连通，泄水管阀门(4)设置在泄水管(2)上，其特征在于所述实现衰减各向同性湍流的实验装置还包括网格( 、电机(6)、支架(7)、第一转动轴(8)、第一皮带轮(9)、第二皮带轮(10)、第三皮带轮(11)、第四皮带轮(12)、两根皮带(13)、第二传动轴(15)、两个轴承座(16)和多根支撑杆(14)，多根支撑杆(14)设置在水箱(3)内，并支撑水箱(3)，支架(7)设置在水箱(3)的上端，第一转动轴(8)和电机(6)均设置在支架(7)上，且电机(6)的输出端与第一转动轴 (8)连接，第一皮带轮(9)和第二皮带轮(10)套装在第一转动轴(8)上，两个轴承座(16) 并列设置在水箱C3)内，第二传动轴(1 设置在两个轴承座(16)上，第三皮带轮(11)和第四皮带轮(1 套装在第二传动轴(1 上，第一皮带轮(9)和第三皮带轮(11)与第二皮带轮(10)和第四皮带轮(12)之间各通过一根皮带(13)连接，网格(5)设置在水箱(3)内， 网格(5)固定在皮带(13)的一端上，且网格(5)与皮带(13)同步运动。
2.根据权利要求1所述一种实现衰减各向同性湍流的实验装置，其特征在于水箱(3) 为有机玻璃水箱。
3.根据权利要求1或2所述一种衰减各向同性湍流实验装置，其特征在于网格(5)为正方形，网格(5)上开有多个正方形的湍流口。
全文摘要
一种实现衰减各向同性湍流的实验装置，它涉及一种湍流实验装置。本发明解决了现有实验装置存在实验系统复杂、体积庞大及操作不方便的问题。本发明的水箱设置在底架上，底架的上端面上开有泄水口，泄水管设置在底架的底端，泄水管阀门设置在泄水管上，多根支撑杆设置在水箱内，支架设置在水箱的上端，第一转动轴和电机均设置在支架上，第一皮带轮和第二皮带轮套装在第一转动轴上，两个轴承座并列设置在水箱内，第二传动轴设置在两个轴承座上，第三皮带轮和第四皮带轮套装在第二传动轴上，第一皮带轮和第三皮带轮与第二皮带轮和第四皮带轮之间各通过一根皮带连接，网格设置在水箱内，网格固定在皮带的一端上，且网格与皮带同步运动。本发明适用于衰减各向同性湍流实验中。
文档编号G01M9/00GK102445320SQ20111028205
公开日2012年5月9日 申请日期2011年9月21日 优先权日2011年9月21日
发明者张红娜, 徐鸿鹏, 李凤臣, 李小斌, 蔡伟华, 阳倦成 申请人:哈尔滨工业大学