[發(fā)明專利]一種三維耦合測控裝置及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010139740.9
• 申請日: 2020-03-03
• 公開（公告）號: CN111256948B
• 公開（公告）日: 2021-11-30
• 發(fā)明（設計）人: 潘軍寧;王登婷;孫天霆;王樹鵬;琚烈紅;劉清君;黃哲;李巖汀;鄒春蕾;陳茂雯
• 申請（專利權(quán)）人: 水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 馮靜

1.一種三維耦合測控裝置，其特征在于，所述裝置包括：

造波機、兩端進出水口、試驗區(qū)域、蓄水池、水位測量儀、波高儀、工控計算機、變頻器和雙向泵電機；

所述造波機對應所述試驗區(qū)域設置，所述水位測量儀、所述波高儀和所述雙向泵電機均設置在所述試驗區(qū)域內(nèi)；

所述造波機、所述水位測量儀和所述波高儀分別與所述工控計算機連接，所述工控計算機通過所述變頻器與所述雙向泵電機連接，所述雙向泵電機與所述兩端進出水口連接；

所述試驗區(qū)域用于模擬波浪、潮汐和風暴潮三維耦合實驗；

所述工控計算機根據(jù)所述水位測量儀檢測的水位變化生成水位調(diào)節(jié)指令，并發(fā)送至所述變頻器，以使所述變頻器根據(jù)所述水位調(diào)節(jié)指令控制所述雙向泵電機的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)向，進而通過所述兩端進出水口將所述試驗區(qū)域內(nèi)的水抽排至所述蓄水池，使所述試驗區(qū)域的水位達到設定水位；所述設定水位為風暴潮期間實際連續(xù)水位變化過程中時刻變化的水位；

所述工控計算機根據(jù)所述波高儀檢測的模擬結(jié)果對離散的多個造波文件進行自動迭代修正與拼接，并將處理后的所述造波文件發(fā)送至所述造波機，以使所述造波機根據(jù)處理后的所述造波文件進行造波，使所述試驗區(qū)域的水位達到設定波高和設定周期；所述模擬結(jié)果包括波浪高度與周期；

具體為，所述工控計算機判斷所述波高儀檢測的波浪高度是否大于設定波高；如果所述波浪高度大于設定波高，則將所述造波文件中的波列進行整體縮小，或?qū)⑺鲈觳ㄎ募械牟糠执蟛ǜ哌M行縮小；如果所述波浪高度小于設定波高，則將所述造波文件中的波列進行整體放大，或?qū)⑺鲈觳ㄎ募械牟糠中〔ǜ哌M行放大；將波高大于設定波高的稱為所述大波高，將波高小于設定波高的稱為所述小波高；所述工控計算機判斷所述周期是否大于平均設定周期；如果所述周期大于平均設定周期，則減小所述造波文件中的周期，即加快控制所述造波機的運動頻率；如果所述周期小于平均設定周期，則加大所述造波文件中的周期，即減慢控制所述造波機的運動頻率；

所述工控計算機將上述獲得的多個所述造波文件進行改寫和無縫拼接，并將處理后的所述造波文件發(fā)送至所述造波機，以使所述造波機根據(jù)處理后的所述造波文件進行造波，使所述試驗區(qū)域的水位達到設定波高和設定周期；

單個所述造波文件開始有一段漸升過程，結(jié)尾有一段漸緩過程，將所述造波文件無縫拼接后，緩變過程只保留最開始和最后的一個，以符合實際的變化過程；

所述工控計算機根據(jù)風暴潮期間的水位變化過程通過生潮設備控制生成不同時刻的風暴潮水位，并控制所述造波儀利用拼接后隨水位連續(xù)變化的造波文件不間斷造波，實現(xiàn)風暴潮期間水位和波浪的同步逐時變化，從而在三維港池中實現(xiàn)波浪、潮汐、風暴潮的動態(tài)耦合模擬。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維耦合測控裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

隔墻，用于將所述試驗區(qū)域與所述蓄水池隔離。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維耦合測控裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

流速傳感器，設置在所述兩端進出水口處，用于檢測并顯示所述兩端進出水口處的水流速度。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維耦合測控裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

在所述兩端進出水口處設置的多個分支分流，用于實現(xiàn)多條支路分流。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維耦合測控裝置，其特征在于，所述裝置還包括：

在所述兩端進出水口處分別設置消能格柵，用于降低流速。