[發明專利]一種室內物理模型實驗的涌潮潮頭生成裝置

有效

• 申請號: 201610261052.3
• 申請日: 2016-04-22
• 公開（公告）號: CN105756011B
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 曾劍;潘存鴻;張芝永;潘冬子;岳書波;謝東風
• 申請（專利權）人: 浙江省水利河口研究院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;E02B1/02
• 代理公司: 杭州九洲專利事務所有限公司33101
• 代理人: 王洪新,王之懷

技術領域

本發明屬于河口海岸物理模型實驗領域，具體涉及一種室內物理模型實驗的涌潮潮頭生成裝置。

背景技術

涌潮是入海河流河口段的一種潮水暴漲的現象，在傳播過程中局部變形劇烈，對江道侵蝕、堤岸保護和渉水工程具有重大的影響。為進行涌潮的水流結構、紊流特性以及涌潮對泥沙、鹽度和污染物輸移的影響等科學研究，解決生產實際問題，可以通過物理模型實驗的方法模擬涌潮的運動規律，從而需要涉及一種室內物理模型實驗的涌潮潮頭生成裝置。

目前，室內物理模型實驗尚無有效的方法快速、簡便、精準地實現高流速強涌潮的控制模擬。文獻見有采用高位水箱蓄水，通過提升閘門使水流從閘門底部涌出形成涌潮的方法；此種裝置生潮時由于水箱內水位下降，導致潮頭控制精度低、涌潮難以持續的問題。

發明內容

本發明的目的在于克服上述現有背景技術的不足，而提供一種室內物理模型實驗的涌潮潮頭生成裝置，該裝置能模擬高流速的強涌潮潮頭，并且能夠保證潮頭在水槽傳播過程中基本保持不變，具有控制靈活，方便操作，精度高的特點。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種室內物理模型實驗的涌潮潮頭生成裝置，包括出水池、與出水池連通的實驗水槽、與地下回水渠或地下水庫連通且位于出水池下部的儲水池以及閘門啟閉控制裝置；其特征在于所述儲水池中安裝有若干接通變頻調速器的潛水泵、出水池后側底板上設置有若干個連通儲水池的潛水泵出水孔、從后側底板至實驗水槽的槽底之間依次布置著由斜面和水平面組成的前側底板以及與儲水池相通的回水口，回水口上設置有用于關閉回水口或調節出水池蓄水高度且與所述閘門啟閉控制裝置連接的閘門；從所述斜面的左端開始，出水池的寬度由左至右逐漸收縮，至斜面的右端收縮至實驗水槽的寬度；出水池前側底板部位的池壁高度高于所述閘門完全開啟時的高度并留有一定的安全距離；出水池左側與儲水池之間設置有至少兩層上下間隔一定距離布置且覆蓋水流過道截面的消能板，其中位于頂層的消能板布置在前側底板的斜面以下，其余消能板等間距布置。

所述的消能板上均勻排列有透水用的多個小孔。

所述的閘門通過合頁活動鏈接在出水池前側底板水平段邊緣。

所述的實驗水槽由密封玻璃和鋼架構組成，連接在出水池右端；當閘門關閉時，前側底板的水平面、閘門和實驗水槽的槽底處于同一個水平面上。

所述的閘門啟閉控制裝置由交流伺服電機及其控制器組成。

所述的閘門啟閉控制裝置安裝在出水池邊壁的頂部，通過拉桿與閘門靠近實驗水槽一側的邊緣連接，用于控制閘門的開啟和關閉。

所述的拉桿為兩端分別與閘門和閘門啟閉控制裝置鉸接的金屬桿。

所述安全距離大于0.3m。

所述間隔一定距離為0.3m。

本發明的工作原理是：實驗生潮時，通過計算機軟件指令變頻調速器控制潛水泵向出水池內供水，同時，指令閘門啟閉控制裝置開啟閘門并根據實驗設定的條件調節閘門抬起的高度，此時，在出水池內蓄水，達到預定的蓄水高度后，快速釋放閘門使閘門閉合，出水池內的水沿平放的閘門涌出，形成潮頭。

本發明的有益效果是：本發明通過閘門啟閉控制裝置控制閘門抬起的高度，通過變頻調速器調節潛水泵出水流量，從而準確地生成了預定的涌潮潮頭。同時，通過計算機軟件對潛水泵的出水流量進行過程控制，有效地滿足了涌潮潮頭形過后的后續試驗的流量需求，保證了潮頭特征在實驗水槽傳播過程中基本維持不變，有效解決了目前的涌潮潮頭模擬裝置存在的問題。上述的潛水泵、閘門啟閉控制裝置等均通過計算機軟件靈活控制并且操作簡便。

附圖說明

圖1是本發明的主視結構示意圖。

圖2是本發明的俯視結構示意圖。

圖3是本發明中的消能板的平面結構示意圖。

圖4是本發明中的閘門與出水池前側底板的連接關系示意圖。

圖5是本發明中合頁的結構示意圖。

圖中：1 出水池、1-1 回水口、2 儲水池、3 潛水泵、4 消能板、5 閘門、6 實驗水槽、7 閘門啟閉控制裝置、8 拉桿、9 出水池前側底板、10 出水池后側底板、11 出水池混凝土邊壁、12 合頁。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施例進行詳細說明，但它們并不構成對本發明的限制。