[發明專利]一種波流耦合模擬實驗水槽

在審

• 申請號: 202110666890.X
• 申請日: 2021-06-16
• 公開（公告）號: CN113418677A
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發明（設計）人: 姜楚華;陳俊華;孔正泰;鮑靈杰;曾磊
• 申請（專利權）人: 寧波大學科學技術學院
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 寧波大川專利代理事務所(普通合伙) 33342
• 代理人: 毛翔威

本發明公開了一種波流耦合模擬實驗水槽，包括實驗水槽、回流管以及水泵，在實驗水槽上設置有出水口和進水口，出水口通過引流裝置與回流管一端相連，進水口通過回流裝置與回流管的另一端相連，在實驗水槽上方設置有靠近出水口的消波裝置以及靠近進水口的造波裝置，回流裝置和引流裝置的結構相同，均包括以從小到大逐漸擴大的形式進行設置的第一水流過渡部件和弧形的第二水流過渡部件，在進水口與出水口處均設置有用于保證水流速在實驗水槽中水流截面中各點流速相等的穩流模塊，穩流模塊的四周外壁與實驗水槽的內壁相抵。本發明能夠實現水流和波浪進行有效耦合。

技術領域

本發明涉及一種實驗水槽，特別是一種波流耦合模擬實驗水槽。

背景技術

海洋是地球生物的發源地，是地球上最后一座生物寶庫。開發海洋，可以解決由于人口增加而伴隨的糧食問題。海洋是地球上最后的資源供應地，開發海洋，可以滿足人類生活、生產對礦產的需求。

海洋資源豐富，開發和利用潛力巨大，在海洋開發的過程中，需要設計研發新型海工裝備，海工裝備在海上同時受到水流及波浪的沖擊，受力復雜，在設計研發過程中，雖然通過理論計算和推導模擬，我們能夠得到部分海工裝備的水動力參數以及結構響應特性，但是由于這些結論或者結果大部分都是由假設和經驗公式堆砌出來的，在一定程度上就存在著局限性。因此在海洋工程界中，物理模型試驗的結果是最為準確和可靠的，人們并以此作為海洋工程的設計建設的依據。而海洋深水試驗池是進行海洋工程深水試驗必不可少的基礎研究設備，能夠較為全面的模擬海洋環境，被稱為發展海洋高新技術的重要支撐平臺。

但由于其建造成本過大，并不適用于小型企業或學校的研究，所以小型實驗水槽就成了較好的選擇。而傳統的試驗實驗水槽一般只有單一的模擬水流或者波浪，其一般通過采用拖拽小車帶動測試裝置，形成相對水流運動，但是這種方式水流運動不準確，拖拽小車的傳動控制相對比較麻煩。

因此如何設置一種新型波流耦合試驗實驗水槽來實現波流的耦合顯得尤為重要。

發明內容

本發明的目的是為了解決上述現有技術的不足而提供一種能夠實現水流和波流進行有效耦合，最終能夠較為全面的模擬海洋環境的一種波流耦合模擬實驗水槽。

為了實現上述目的，本發明所設計的一種波流耦合模擬實驗水槽，包括實驗水槽、回流管以及連接在實驗水槽和回流管之間實現將實驗水槽中的水進行循環利用的水泵，在實驗水槽上設置有出水口和進水口，所述出水口通過一個引流裝置與回流管一端相連，所述進水口通過一個回流裝置與回流管的另一端相連，在實驗水槽上方設置有靠近出水口的消波裝置以及能夠上下擺動來推動水流實現模擬水流波浪的造波裝置，所述消波裝置用于消除引流過程中水流表面的波浪，保證水流平穩的作用，所述回流裝置和引流裝置的結構相同，均包括一個以從小到大逐漸擴大的形式進行設置的第一水流過渡部件和一個弧形的第二水流過渡部件，所述第二水流過渡部件為上大下小的結構，所述第一水流過渡部件的小口徑端與回流管的口徑一致并與回流管相連，所述第一水流過渡部件的大口徑端與第二水流過渡部件的口徑一致并與第二水流過渡部件的一端相連，在進水口與出水口處均設置有用于保證在實驗水槽的水流截面中各點流速相等的穩流模塊，所述穩流模塊的四周外壁與實驗水槽的內壁相抵。

作為優選，使得水流經穩流模塊時能夠保證各個通道的水流流速均相等，所述穩流模塊包括四塊兩兩相連構成方形框架的連接板，在方形框架內均布有數個沿方形框架長度方形沿伸的蜂窩格，所述蜂窩格的大小一致且互相無縫拼接。

作為優選，為了使得結構簡單，消波效果好，所述的消波裝置包括兩個間隔設置的消波支架以及設置在消波支架之間的兩組消波組，兩組消波組上下分布，所述消波組包括一個以上并水平間隔設置的消波板，所述消波板的橫截面呈凹弧形，且上下兩組消波組上的消波板的凹弧相對設置，每組中相鄰兩個消波板的凹弧兩端分別位于另一組消波板的凹弧內，兩組消波組之間構成便于波浪通過的消波腔室。