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美国“风墙”模拟装置可产生时速256公里飓风

2012/8/28 | 839次阅读 | 来源:新华网 发表评论

关键词:前沿科技 | 作者: | 收藏这篇资讯

  照片展示了佛罗里达国际大学国际飓风研究中心投资800万美元设计出来的风墙。这些涡轮可制造一场飓风。

  这两种屋顶设计是用来测试风墙的。

  测试这个系统时,这两个试验建筑被固定在地面上。

  模拟装置——风墙被包在试验建筑物中。研究人员用它的巨大风扇将其摧毁,以改进现有建筑材料

  北京时间8月28日消息,据国外媒体报道,美国佛罗里达国际大学是世界上唯一可根据需要召唤飓风的地方!科学家用一种模拟装置进行测试,希望将来可改进现有建筑,使其经受住飓风的强烈打击。

  佛罗里达国际大学国际飓风研究中心的研究人员已将这种名为“风墙”的模拟装置公布于众。这个投资800万美元的项目有助于阻止类似安德鲁飓风在该地区再次造成破坏。研究人员计划用这套设备测试他们希望可抵挡一场飓风的新型建筑。

  飓风研究中心风工程研究部门负责人阿林达姆-乔杜里表示:“从某种程度上说,这套设备是安德鲁飓风的产物。我们在受控环境中可制造一种非常接近安德鲁的飓风,所以通过它可帮助我们地区以及美国和世界各地所有位于飓风路径上的地区减轻破坏程度。”

  8月24日,他们首次进行测试。幸运的是,接受试验的只有2个屋顶,同时这套设备产生的风也仅局限于一个大型的钢结构飞机库。这套设备很高,由 两层叠加在一起的电扇组成,每个风扇直径6英尺(约合1.8米),所以被称作风墙。研究人员设计它的目的是通过试验改进在安德鲁飓风猛烈袭击中惨遭失败的 建筑设计和材料,例如从钉子、屋顶板到屋顶的空调装置等众多方面。

  国际飓风研究中心预防措施、经济与金融研究实验室负责人沙希德-哈米德表示:“我们正在研究的最后结果不仅能挽救生命,还会减少财产损失,继而 降低保险费。”为展示这部模拟装置的威力,这个科研小组专门建造了2个模型结构。每个试验对象有花园凉棚一般大,而且被涂上学校的标志性颜色——蓝色和金 色。一个模型结构使用了安德鲁飓风前的建筑标准。另一个使用了安德鲁后颁布的更高标准,把更硬的钉子、更厚的胶合板衬板、更重的屋面油毡、更厚的屋顶板和 其他改进材料融合在一起。

  这个8400马力系统泵送的最大风速可达每小时160英里(约合256公里)。根据佛罗里达国家大学工程学院的计算,这相当于7650个吹风机 同时运作所产生的风速。不出所料,根据安德鲁飓风前建筑标准建造的模型结构的屋顶板被最先摧毁,此时由风墙产生的风速只有每小时60英里(约合96公 里)。风速到每小时130英里(约合208公里)时,根据安德鲁后颁布的建筑标准建造的模型结构的屋顶板也无法承受强风带来的压力。

  水龙头被放在风扇前方,目的是制造飓风所带来的大雨和洪水效果。

  由6个风扇组成的风墙可用于模仿较小的飓风。

  风墙被放在一个与众不同的飞机库中。研究人员希望它有助于设计经受住飓风打击的建筑。

  科研小组站在风墙前。佛罗里达国际大学国际飓风研究中心在安德鲁飓风肆虐美国后成立。

  数字风速表显示每小时109公里(约合174公里)时,一半更厚屋顶板开始被陆续剥掉,此时相当于二级飓风。三级飓风时,根据安德鲁飓风前建筑标准建造的模型结构的屋顶失去一半用于防水的沥青纸。到四级飓风,整个较薄胶合板衬板部分开始严重变形,接着瞬间飞了出去。

  乔杜里表示,这个试验确认了这些新建筑标准的强度。显然,两个屋顶都遭到毁坏,但根据安德鲁后颁布的建筑标准建造的模型结构主要失去了屋顶板。更重的沥青纸和更厚的胶合板依然留在原处,这些地方把飓风带来的水挡在外面。这些水在飓风爆发时造成的破坏最大。

  由于这些试验规模较小,所以研究人员对现有屋顶板所能承受的风力表示怀疑。乔杜里表示:“显然,每小时130英里的风速并不是指屋顶板所能承受 每小时130英里的风力。这是我们设计风墙的目的。同时我们正对模型结构进行试验。”他指出,即使再多的电脑分析也不能复制这套模拟器所产生的全面而真实 的结果。它的最高风速可达每小时157英里(约合251公里),几乎赶上安德鲁飓风的最高风速——根据估计有每小时170英里(约合272公里)。

  第一个风墙原型由佛罗里达国际大学风工程研究小组的专家制造,2005年组装完成。通过一个模拟横向雨的喷水系统,这套只有2个风扇的车载设备可产生每小时120英里(约合192公里)的风速。

  据估计,1992年8月24日爆发的风暴造成265亿美元损失,但只有南迈阿密-戴德县的一小部分地区出现最强阵风。风暴摧毁在损失中占很大分量的劣质建筑,让工程师、买房者和建筑商明白一个道理,就是要更多了解可承受主要飓风打击的住宅和写字楼等建筑。

  佛罗里达国际大学国际飓风研究中心最初是在安德鲁飓风后用来自迈阿密-戴德县“我们要重建家园”活动的私人捐款组建而成。随着州、国家和私人通 过保险和屋顶业的大力支持,数年来该中心得到快速发展。除了建筑和预防措施外,国际飓风研究中心还研究了飓风对社会和环境造成的不利影响。

  佛罗里达国际大学公布的这个系统是风墙的第三个版本。它是改进2005年只有2个风扇的第一个原型和2007年拥有6个风扇的第二个版本的最终 产物。那些由汽油发动机和汽船推进器获取动力的设计可产生每小时120英里风速,这相当于三级飓风。研究人员借助它们测试了新的施工技术。

  这个由12个风扇组成的系统威力更大,更复杂,是唯一可产生五级风的大学设备。一种附加的具有新功能的大转盘可让研究人员制造旋转结构,更接近于一场飓风产生的变向风,21日并没有被使用。乔杜里指出,虽然研究人员还在矫正这个系统,但佛罗里达国际大学已用它测试了一些新的有良好前景的建筑设计。这所大学正希望为这项技术申请专利,同时找到一家公司进行研发。

 

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