一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置製造方法
2023-10-17 08:12:09 1
一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置製造方法
【專利摘要】本發明公開一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置。針對龍捲風生成機理，用輕質柔軟的材料製成眾多重心不在幾何中心的擾流子，所述的擾流子形狀、大小、質量不一，且表面粗糙不平。分別用繩索使多個所述的擾流子相互掛繞成組，將其放置於龍捲風頻發地帶。龍捲風經過時捲入其中，根據空氣動力學原理，破壞龍捲風原本規則運動的旋轉氣流從而減弱龍捲風，甚至化解生成初期的龍捲風。該裝置安全易行且成本低廉，具有良好的社會與經濟效益。
【專利說明】—種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及龍捲風災害的防禦領域，尤其是一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的
>J-U ρ?α裝直。
【背景技術】
[0002]龍捲風多發生在高溫高溼的不穩定氣團中，地面和高空懸殊的溫度差使冷空氣急劇下降，熱空氣迅速上升，上下層空氣強烈對流產生一種伴隨著高速旋轉的漏鬥狀雲柱的強風渦旋。
[0003]龍捲風的形成可以分為四個階段:
(I)大氣的不穩定性產生強烈的上升氣流，由於急流中的最大過境氣流的影響，它被進一步加強。
[0004](2)由於與在垂直方向上速度和方向均有切變的風相互作用，上升氣流在對流層的中部開始旋轉，形成中尺度氣旋。
[0005](3)隨著中尺度氣旋向地面發展和向上伸展，它本身變細並增強。同時，一個小面積的增強輔合，即初生的龍捲在氣旋內部形成，產生氣旋的同樣過程，形成龍捲核心。
[0006](4)龍捲核心中的旋轉與氣旋中的不同，它的強度足以使龍捲一直伸展到地面。當發展的渦旋到達地面高度時，地面氣壓急劇下降，地面風速急劇上升，形成強烈氣旋的龍捲風。
[0007]美國是龍捲風的多發地。美國亞利桑那州立大學地理學教授蘭迪?切爾韋尼表示，全球有80%至90%的龍捲風發生在美國。美國平均每天有5個龍捲風發生，每年就有1000至2000個龍捲風，尤其是集中在俄克拉荷馬州、堪薩斯州、內布拉斯加州、依阿華州。美國的龍捲風不僅數量多，而且強度大。美國是名副其實的「龍捲之鄉」。
[0008]龍捲風屬於一種災難性氣候，其中蘊含巨大的能量。當龍捲風的漏鬥狀旋渦直徑為200米時，其旋流功率可達3萬兆瓦，相當於10座大型水電站的總電量。目前的認識和技術水平，對龍捲風災害的防禦主要是加強對龍捲風的監測預報和服務，迄今為止，人為地幹擾或減弱龍捲風的方法與措施還不多見。
【發明內容】
[0009]本發明的目的在於提供一種於龍捲風生成初期減弱甚至化解部分龍捲風的裝置，為實現此目的採用如下技術方案:
一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，設置於龍捲風頻發地帶。包括置於存儲箱內的眾多重心不在幾何中心的輕質擾流子，所述的部分輕質擾流子用繩索掛繞成組，所述的擾流子為輕質柔軟的材 料製成的形狀、大小、質量不一，且表面粗糙不平的實體、空心體和/或可充氣的氣囊體。
[0010]其中，所述的擾流子的重心偏離其幾何中心。所述的擾流子的形狀包括多邊不規則稜柱、圓錐、多邊不規則錐體、畸形多面體、風葉輪狀、滑翔翼狀、螺旋狀、風箏狀、碗狀。[0011]其中，輕質柔軟的材料包括尼龍、滌綸、棉滌、橡塑面料及發泡塑膠。所述的發泡塑膠包括PE、PP、PET、PVC、PS、ABS0所述的繩索材料為抗拉縴維，包括改性聚乙烯、聚丙烯、尼龍絲、麻繩。
[0012]優選地，所述的存儲箱設有手動或自動箱蓋。
[0013]優選地，還包括若干風速、風力、風向傳感器，其設於存儲箱四周。
[0014]優選地，所述的存儲箱壁上還設有大量對流通氣孔。
[0015]在龍捲風頻發的地區，包括城市的郊區、田野、草原、湖面等區域密集放置所述的存儲箱。當傳感器檢測到龍捲風時自動打開存儲箱蓋，也可以手動或採用其他的控制系統打開箱蓋，使掛繞成組的擾流子被捲入龍捲風中，風力作用下氣囊體擾流子會充氣膨脹。根據空氣動力學原理，大量表面粗糙不平的擾流子大大增加了風阻，減弱龍捲風的風力，同時耗散其能量。形狀各異、重心處於偏心位置的擾流子在風力作用下進行不規則的運動，破壞龍捲風形成的規則自旋運動，使其無法形成穩定的氣旋。將多個擾流子掛繞成組，擾流子之間相互拉拔，使其更進一步增加風阻，提高其對龍捲風氣旋的破壞效能。當所述的擾流子在風力過後，氣囊體擾流子迅速收縮落地，實體、空心體則直接落地，可回收再利用。
[0016]該裝置安全易行且成本低廉，可弱化部分龍捲風。同時，在龍捲風生成初期可有效地擾亂其進一步的生成，減少龍捲風造成的巨大災害。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0017]圖1為本發明的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0018]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合實施例及附圖，對本發明進行進一步詳細說明。
[0019]如圖1所示，本發明公開了一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，設置於龍捲風頻發地帶。該裝置包括設於存儲箱I內的眾多重心不在幾何中心的輕質擾流子2。
[0020]用PE、PP、PET、PVC、PS、ABS等發泡塑膠材料製成形狀各異、大小不一、表面粗糙不平的發泡實體和空心體擾流子2;用厚度不同的尼龍布、滌綸布、棉滌、橡塑等輕質材料製成多邊規則和不規則稜柱、圓錐、稜錐、畸形多面體、風葉輪狀，滑翔翼狀，螺旋狀、風箏狀、碗狀等外形不一的輕質氣囊體擾流子2。每個擾流子2的重心偏離幾何中心。用改性聚乙烯、聚丙烯、尼龍絲、麻繩等抗拉縴維材料製成的繩索將部分擾流子2掛繞成組，圖中虛線表示繩索3，眾多擾流子2在繩索3的牽引作用下掛繞成組。將眾多單獨的擾流子2及掛繞成組的擾流子2用存儲箱I存儲並放置在龍捲風頻發地帶。
[0021]存儲箱I周圍設置有用於測試風速、風力及風向的傳感器(圖中未示出)。箱體上設有手動或自動箱蓋12，箱壁上還設有大量的對流通氣孔11，以便當生成初期龍捲風經過時，將箱內大量的擾流子吹出。
[0022]當傳感器檢測到龍捲風在該地區構成初期龍捲風生成的基本條件時，手動或自動打開存儲箱蓋12。如圖中的點線所示為龍捲風的形成軌跡4，擾流子2大量捲入風中，氣囊體擾流子2會充氣膨脹。根據擾流子2重心偏心的特點，擾流子2在阻擋風力的同時也在做自身不規則的運動，即多個不同角度的偏向運動。進而破壞龍捲風的規則自旋運動方向，加強了龍捲風中的亂流，使龍捲風無法帶著擾流子2做規則運動使其無法形成穩定氣旋，大大減弱其風力。掛繞成組的擾流子2之間有相互作用力，使其不易被甩出龍捲風作用區域，進而增強其在龍捲風中的「破壞」作用。當擾流子2在龍捲風能量耗散過後，氣囊體擾流子2迅速收縮落地，實體擾流子2則直接落地，可回收利用。由於擾流子2採用輕質材料製成，可防止在風力作用下或風過落地時，擾流子對人群、建築物及公用設施等造成的撞擊傷害。
[0023]以上所述，僅為本發明較佳的【具體實施方式】，但本發明的保護範圍並不局限於此，任何熟悉本【技術領域】的技術人員在本發明揭露的技術範圍內，可輕易想到的變化或替換，都應涵蓋在本發明的 保護範圍之內。因此，本發明的保護範圍應該以權利要求的保護範圍。
【權利要求】
1.一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，設置於龍捲風頻發地帶，其特徵在於:包括置於存儲箱內的眾多重心不在幾何中心的輕質擾流子，所述的部分輕質擾流子用繩索掛繞成組，所述的擾流子為輕質柔軟的材料製成的形狀、大小、質量不一，且表面粗糙不平的實體、空心體和/或可充氣的氣囊體。
2.如權利要求1所述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:所述的擾流子的重心偏離其幾何中心。
3.如權利要求1所述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:所述的擾流子的形狀包括多邊不規則稜柱、圓錐、多邊不規則錐體、畸形多面體、風葉輪狀、滑翔翼狀、螺旋狀、風箏狀、碗狀。
4.如權利要求1所述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:製備所述的擾流子的輕質柔軟的材料包括尼龍、滌綸、棉滌、橡塑面料、發泡塑膠。
5.如權利要求4所述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:所述的發泡塑膠包括PE、PP、PET、PVC、PS、ABS0
6.如權利要求1所述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:所述的繩索材料為抗拉縴維，包括改性聚乙烯、聚丙烯、尼龍絲、麻繩。
7.如權利要求1所述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:所述的存儲箱設有手動或自動箱蓋。
8.如權利要求1所 述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:還包括若干風速、風力、風向傳感器，其設於存儲箱四周。
9.如權利要求1所述的一種於龍捲風生成初期化解龍捲風的裝置，其特徵在於:所述的存儲箱壁上還設有大量對流通氣孔。
【文檔編號】A01G15/00GK103988740SQ201410209868
【公開日】2014年8月20日 申請日期:2014年5月19日 優先權日:2014年5月19日
【發明者】姜立平 申請人:姜立平