[發明專利]一種淺水波浪水池造流系統

有效

• 申請號: 201510363778.3
• 申請日: 2015-06-26
• 公開（公告）號: CN104929079B
• 公開（公告）日: 2018-08-17
• 發明（設計）人: 田新亮;楊建民;熊宏;彭濤;李欣;寇雨豐
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: E02B1/02
• 分類號: E02B1/02
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種淺水波浪水池造流系統，包括造流泵、流管、噴頭、轉向系統、第一伺服電機和造流控制系統。其中，造流泵用于驅動水流；流管用于引導水流；噴頭通過所述流管與所述造流泵相連，噴頭用于發射水流，以形成流；轉向系統用于操縱噴頭的轉動方向，以調整水流的方向；第一伺服電機用于操縱所述轉向系統；造流控制系統一方面用于控制造流泵，以控制水流的速率；另一方面還用于控制第一伺服電機，以使第一伺服電機操縱轉向系統。本發明的造流系統通過調節水流的速率和方向可以精確地模擬海洋結構物所受流載荷時歷，從而能夠準確有效地模擬模型在淺水波浪和洋流共同作用下的運動響應和分析。

技術領域

本發明涉及一種船舶與海洋工程技術領域的裝置，尤其涉及一種淺水波浪水池造流系統。

背景技術

模型試驗是船舶與海洋工程水動力學研究的重要手段。當前所實施的實際船舶或海洋平臺，都要在設計前后對其做模型試驗研究，在海洋工程水池中模擬真實的風、浪、流等海洋環境條件，以預報其在真實海洋環境中的運動性能和力學特性。

海洋工程波浪水槽是海洋工程研究的重要設備，主要擔負著波浪機理性研究和波浪與人工海洋結構物作用研究的任務，在波浪理論研究中發揮著舉足輕重的作用。為了模擬不同參數的海洋波浪，造波機的搖板需要做周期往返運動。然而，對于大部分水槽來說，無法實現波浪和流的共同模擬，是因為水槽一般較小，尺寸收到限制，如果在大型水池中進行實驗，尤其是探究機理性實驗，實驗設施過大，對于實驗現象不好觀察，實驗設施不好安裝。所以在小型水槽內安裝造流系統是非常有必要的。

隨著海洋工程技術的發展，工程研究人員對船舶與海洋平臺的模型試驗提出了更高的要求。尤其是在近海岸上的海洋平臺，同時受到多種因素影響，比如淺水波浪和洋流，所以淺水波浪水池造流系統對于近海岸的實驗工況的進行十分有幫助。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是提供一種淺水波浪水池造流系統，該造流系統能夠在模擬近海岸上的模擬試驗中準確地模擬洋流，并能模擬不同的洋流方向。

為實現上述目的，本發明提供了一種淺水波浪水池造流系統，包括：

造流泵，所述造流泵用于驅動水流；

流管，所述流管用于引導水流；

噴頭，所述噴頭通過所述流管與所述造流泵相連，所述噴頭用于發射水流，以形成流；所述噴頭設置有多個；

轉向系統，所述轉向系統用于操縱所述噴頭的轉動方向，以調整水流的方向；

第一伺服電機，所述第一伺服電機用于操縱所述轉向系統；

造流控制系統，所述造流控制系統用于控制所述造流泵，以控制水流的速率；所述造流控制系統還用于控制所述第一伺服電機，以使所述第一伺服電機操縱所述轉向系統。

進一步地，所述淺水波浪水池造流系統安裝在造波機的造波板上；所述造波機還包括機架、第二伺服電機、變速箱、傳動系統、皮帶系統和造波控制系統。所述機架焊接于水槽內，用于支承所述造波機的其他構件；所述第二伺服電機固定在所述機架的外側，用于驅動所述造波機的運轉；所述變速箱固定在所述第二伺服電機上，用于轉換所述第二伺服電機的轉速和扭矩；所述傳動系統安裝在所述機架內，用于將所述第二伺服電機的轉動傳送至所述皮帶系統；所述皮帶系統用于推動所述造波板；所述造波板包括搖板，所述搖板用于推動水體，產生波浪，所述轉向系統和所述噴頭安裝在所述搖板上；所述造波控制系統用于控制所述第二伺服電機，以實時監視和控制所述第二伺服電機的轉動，使造波板的角度符合目標值。

更進一步地，多個所述噴頭均勻分布在所述造波板上，具體地為分布在所述搖板上，通過改變不同部位的噴頭所發射的水流大小能夠形成均勻流或剖面流。

進一步地，所述造流控制系統包括電機控制器，所述電機控制器用于控制所述第一伺服電機以操縱所述轉向系統。