[實用新型]模擬海岸帶波浪因子的單擺式造波機

有效

• 申請號: 201720068445.2
• 申請日: 2017-01-19
• 公開（公告）號: CN206479310U
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發明（設計）人: 辛沛;張澤宇;周廷璋;余夏楊
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙)32204
• 代理人: 柏尚春

技術領域：

本實用新型涉及一種在實驗室中進行水運動模擬的裝置，屬于水動力學和海洋科學交叉領域，具體涉及在實驗室中模擬海岸帶非規則水力因子的裝置。

背景技術：

在水力學實驗室中進行海岸帶的水力模擬一般包括流場模擬、波浪模擬、潮汐模擬等方面，在現有技術中存在大量的相關模擬方法和裝置。如用于波浪模擬的包括：CN201510382133.4用于波浪模擬的多軸控制系統及方法、CN201520366830.6一種實驗用推板式波浪模擬水槽；用于流場模擬的包括：CN201520366828.9一種小型流場模擬水槽；用于潮汐模擬的包括：CN201210273081.3潮汐模擬測控系統及其測控方法、CN201120129825.5潮汐模擬造浪儀、CN200810226251.6海工模型潮汐模擬自動控制裝置及控制方法、CN200810047283.X雙向回流變頻調速泵潮汐模擬系統、CN200810014811.1潮汐模擬自動化試驗裝置。

1、現有的水流模擬方法一般是在水槽中控制水位和流量通過天然水面比降獲得流速。

2、現有的潮汐模擬一般考慮的潮汐條件相對簡單，主要考慮月球和太陽的引潮力所引起的海平面周期性波動，即：M2和S2分潮。模擬研究中大多采用簡單的正弦信號(如半日潮[Li,H.,M.C.Boufadel,and J.W.Weaver(2008),Tide-induced seawater-groundwater circulation in shallow beach aquifers,Journal of Hydrology,352(1-2),211-224,10.1016/j.jhydrol.2008.01.013；Robinson,C.,L.Li,and D.A.Barry(2007b),Effect of tidal forcing on a subterranean estuary,Advances in Water Resources,30(4),851-865,10.1016/j.advwatres.2006.07.006；Xin,P.,C.Robinson,L.Li,D.A.Barry,and R.Bakhtyar(2010),Effects of wave forcing on a subterranean estuary,Water Resources Research,46,10.1029/2010wr009632.)，自然條件下潮汐的組成波非常復雜，目前沒有適當的模擬方法。

3、現有的潮汐、波浪等模擬一般采用采用線性疊加的方法生成，但是Xin et al.[2010]的研究指出，潮汐波浪因子不能線性疊加，譬如潮汐和波浪信號在濱海含水層會相互影響，產生的海底地下水排泄總量遠小于單一因子產生的環流量總和。隨后，King[2012]通過研究巴西Patos瀉湖海岸帶的海底地下水排泄過程，再次強調了復合因子非線性作用的重要性并明確提出廣泛采用的線性模型不能很好地量化海底地下水排泄總量，其海側波浪條件與實際偏差較大。非規則內陸邊界、復合潮汐和非規則波浪過程是影響含水層水動力過程及污染物運移的關鍵因素。目前，這三種水力因子在空間和時間尺度上的耦合機制還沒有被很好地認識。

實用新型內容

實用新型目的：為了解決以上技術問題，本發明提供一種模擬海岸帶波浪因子的單擺式造波機，該裝置能有效地模擬海岸帶非規則水力因子組合中的波浪部分。

技術方案：本實用新型提出一種模擬海岸帶波浪因子的單擺式造波機，包括造波機電機、驅動桿、曲軸連桿、推波板、推波板軸和支架；所述驅動桿為“冂”形結構，包括一個水平桿，以及分別位于水平桿兩端且與水平桿垂直的豎直桿，在水平桿和豎直桿的兩端均設有一個皇冠齒輪，驅動桿“冂”形結構拐角處的一個皇冠齒輪與造波機電機連接，“冂”形結構開口處的皇冠齒輪分別與一個曲軸連桿連接；所述曲軸連桿與驅動桿的連接端設有一個皇冠齒輪；所述推波板為四邊形結構，與水平桿對應的一邊為內凹的橢圓弧開口，與橢圓弧邊相對的邊固定在推波板軸上，與橢圓弧邊相鄰的兩邊對應開有滑槽；所述曲軸連桿未與驅動桿連接的一端通過滑塊嵌入推波板的滑槽內；所述單擺式造波機通過驅動桿固定在支架上。

進一步的，所述推波板寬度為16cm，長度為32.5cm，橢圓弧開口的短軸與水平面平行，長軸與水平面垂直，對應的橢圓方程為橢圓形開口深度為半長軸，即16cm，開口寬度為短軸長，即16cm。

進一步的，所述曲軸連桿長度為8cm。