[发明专利]适用于建筑设计初期的风洞流场可视化装置及其使用方法

说明书

本发明公开了一种适用于建筑设计初期的风洞流场可视化装置及其使用方法，其中装置包括热线发烟系统、连续滴油系统和照明记录系统；热线发烟系统包括金属丝、电流控制器和绝缘框架，金属丝经过电流控制器与电源相连，绝缘框架可拆卸地设置于风洞内，绝缘框架上设置有透风孔，金属丝竖直固定于透风孔处；连续滴油系统设置于风洞外部，包括储油盒、速度控制器和吸油纸，储油盒通过导油结构与金属丝的上端相连，速度控制器设置于导油结构处，吸油纸设置于金属丝下端；照明记录系统包括照明灯和高速相机，高速相机设置于风洞的观察窗外侧。本发明通过将风环境进行可视化处理，使建筑师能够形象地理解建筑几何所带来的的风环境现象。

技术领域

本发明涉及风环境模拟技术领域，特别是涉及一种适用于建筑设计初期的风洞流场可视化装置及其使用方法。

背景技术

建筑物附近的气流大小和方向直接影响人们的居住体验，而气流特点和建筑物的形态是密切相关的，因而气流是建筑师在设计建筑时必须考虑的一个因素。

目前，大多数的建筑风洞主要用于建筑后期的模拟验证及评估，对于建筑形态和布局的改善作用十分有限。建筑风洞通常选用皮托管进行取点式测量，将空气压力转化成风速，从而描述建筑周围的流场。但这种测量方式需要耗费大量的时间，导致整体工程的工期延长，并且难以描述多变风向。而现有的PIV(Particle ImageVelocimetry)粒子图像系统价格昂贵，操作复杂，无法满足建筑师在设计前期对空气流动与建筑不同形态及布局关系的快速理解。

发明内容

本发明的目的是提供一种适用于建筑设计初期的风洞流场可视化装置及其使用方法，通过将风洞中建筑模型周围的空气流动进行可视化处理，并利用相机进行记录，以图解的方式呈现空气流动与建筑形体间的相互关系，从而满足建筑师在建筑初期的设计需求。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供一种适用于建筑设计初期的风洞流场可视化装置，包括热线发烟系统、连续滴油系统和照明记录系统；所述热线发烟系统包括金属丝、电流控制器和绝缘框架，所述金属丝经过所述电流控制器与电源相连，所述绝缘框架可拆卸地设置于风洞内，所述绝缘框架上设置有透风孔，所述金属丝竖直固定于所述透风孔处；所述连续滴油系统设置于所述风洞外部，包括储油盒、速度控制器和吸油纸，所述储油盒通过导油结构与所述金属丝的上端相连，所述速度控制器设置于所述导油结构处，所述吸油纸设置于所述金属丝下端；所述照明记录系统包括照明灯和高速相机，所述照明灯设置于所述风洞内，所述高速相机设置于所述风洞的观察窗外侧。

优选地，所述金属丝为镍铬丝。

优选地，所述导油结构包括三通节点和软管，所述金属丝上端穿过所述三通节点的一个支路，所述三通节点的另一支路通过所述软管与所述储油盒相连，所述速度控制器设置于所述软管处。

优选地，与所述观察窗相对的所述风洞的内壁处设置有内衬板，所述内衬板为透明板，所述内衬板的迎光面刻有均匀网格，所述内衬板的背光面喷涂有底漆。

优选地，所述风洞包括依次可拆卸连接的稳定段、收缩段、试验段、扩散段和风机段，所述风机段处设置有风扇，所述适用于建筑设计初期的风洞流场可视化装置设置于所述试验段处。

优选地，所述风扇为轴流风机，所述轴流风机通过风扇变压器与电源相连。

优选地，所述照明灯为LED灯带，所述LED灯带平行于所述风洞的轴向设置于所述风洞上部内壁处。

优选地，所述照明记录系统还包括固定支架，所述固定支架设置于所述风洞上部的内壁处，所述LED灯带包括面包板和固定于所述面包板上的多个LED灯，所述面包板固定于所述固定支架上。

本发明还提供一种适用于建筑设计初期的风洞流场可视化装置的使用方法，包括以下步骤：