[發(fā)明專利]水利模型加糙方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710513132.8
• 申請(qǐng)日: 2017-06-29
• 公開（公告）號(hào): CN107245978B
• 公開（公告）日: 2020-01-14
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 宋為威;逢勇;許青;張鵬;岳政;宋達(dá)吳;傅星乾
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號(hào): E02B1/02
• 分類號(hào): E02B1/02
• 代理公司: 32200 南京經(jīng)緯專利商標(biāo)代理有限公司
• 代理人: 張艷

本發(fā)明公開了水利模型加糙體及加糙方法，該加糙體包括一體成型的加糙體本體，所述加糙體本體包括若干個(gè)翅板，所有的翅板規(guī)格一致，所有的翅板的一側(cè)邊緣圍繞空芯圓管熔融一體，所有的翅板圍繞空芯圓管均勻分布，所述空芯圓管的高度與翅板的高度一致。該加糙方法包括（1）制作水利模型；（2）制作加糙體；（3）在水利模型中加糙。本發(fā)明，利用圓角翅板能夠使水流按流線轉(zhuǎn)向，減小對(duì)試驗(yàn)水流干擾，同時(shí)也對(duì)水流具有一定的阻力可以測(cè)定出粗糙率，模型潮位、流速與天然基本一致，模型較好地復(fù)演了天然河道水流運(yùn)動(dòng)規(guī)律，加糙體前后對(duì)稱一致，可以在同一基準(zhǔn)情況下，解決漲退潮或分流或匯流時(shí)模型試驗(yàn)的加糙問(wèn)題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水利模型加糙方法，屬于水利模型試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

加糙是水利模型試驗(yàn)的關(guān)鍵技術(shù)之一，絕大多數(shù)水利模型都需要加糙才能滿足水利模型的阻力相似,因此模型加糙效果的好壞直接關(guān)系著水利模型模擬的效果和精度。

水利模型常采用的加糙體有卵石、碎石、混凝土立方體、平板以及十字板等，從宏觀角度來(lái)看，其適應(yīng)水槽試驗(yàn)，起到一定的加糙效果，然對(duì)于微觀機(jī)理的探討以及研究較為欠缺，加糙體的繞流是其形成宏觀阻力的最重要的微觀過(guò)程，研究加糙體繞流對(duì)于認(rèn)識(shí)模型加糙的微觀機(jī)理有著非常重要的意義，現(xiàn)目前使用的加糙體存在如下幾點(diǎn)問(wèn)題，現(xiàn)有加糙體形態(tài)不規(guī)則，研究糙度數(shù)值無(wú)法準(zhǔn)確定位；理論上分析粗糙率時(shí)，需要根據(jù)加糙體之間的不同布置橫距以及縱距擬合糙率計(jì)算公式，現(xiàn)有加糙體很難很好的定位，一方面加糙體形狀不規(guī)則，另一方面，現(xiàn)有加糙體材質(zhì)也很難利用膠水粘貼固定，且膠水難以接受水流長(zhǎng)期沖擊；現(xiàn)有的三角形或梅花型加糙體由于其加糙體外形無(wú)法完全對(duì)稱，對(duì)于漲退潮試驗(yàn)無(wú)法做到雙向準(zhǔn)確試驗(yàn)，試驗(yàn)適應(yīng)性過(guò)于單調(diào)；現(xiàn)有加糙體邊界為直角變化，沒有流線型的圓弧倒角，易造成對(duì)試驗(yàn)水流的實(shí)際干擾。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決上述存在的問(wèn)題，本發(fā)明公開了一種水利模型加糙方法，其具體技術(shù)方案如下：

水利模型加糙體，包括一體成型的加糙體本體，所述加糙體本體包括若干個(gè)翅板，所有的翅板規(guī)格一致，所有的翅板的一側(cè)邊緣圍繞空芯圓管熔融一體，所有的翅板圍繞空芯圓管均勻分布，所述空芯圓管的高度與翅板的高度一致。

所述翅板的拐角均設(shè)置呈圓角，所述翅板的邊緣均設(shè)置呈圓角邊緣。

水利模型加糙方法，包括以下操作步驟：

（1）制作水利模型：根據(jù)項(xiàng)目工程實(shí)際規(guī)模，等比例縮放，制作水利模型，在水利模型注入水，形成水流，模擬項(xiàng)目工程實(shí)際水流；

（2）制作加糙體：利用3D打印機(jī)制作如權(quán)利要求2所述的水利模型加糙體；

（3）在水利模型中加糙：在水利模型中規(guī)律地固定若干個(gè)加糙體。

所述步驟（3）中通過(guò)在加糙體的空芯圓管中澆筑與水利模型相同材質(zhì)的澆筑物，讓其與水利模型同步凝固，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)加糙體與水利模型固定；

或者利用連接件將加糙體固定在水利模型中的任意面上。

在水利模型中，沿水流方向，任意相鄰所述加?體的空芯圓管的中心間距是翅板寬度的5~10倍，沿水流方向的水平垂直方向，任意相鄰所述加?體的空芯圓管的中心間距是翅板寬度的10~30倍。

所述加?體的高度為水利模型中水深的1/10~1/20。

所述加?體的翅板的寬度是水利模型中河寬的1/20~1/60。

所述加?體翅板的寬度是翅板長(zhǎng)度的1/5~1/6。

所述加?體的翅板長(zhǎng)度是翅板高度的3/4~5/4。

本發(fā)明的有益效果是：