專利名稱：一種雙板式內(nèi)孤立波造波裝置的制作方法
技術(shù)領域：
本實用新型涉及一種造波裝置，特別是關(guān)于一種造波參數(shù)可控的雙板式內(nèi)孤立波造波裝置。
背景技術(shù)：
在實際海洋中，海水的溫度、鹽度和密度是隨空間與時間變化的，由此會產(chǎn)生影響水中航行體與海洋工程結(jié)構(gòu)安全運行的海洋內(nèi)孤立波。分層流試驗水槽是研究海洋內(nèi)孤立波特性的主要設備，其中內(nèi)孤立波的模擬是進行實驗研究的主要技術(shù)條件。在內(nèi)波試驗水槽中，有許多產(chǎn)生內(nèi)孤立波的方法?，F(xiàn)有的內(nèi)孤立波造波技術(shù)主要有抽板式、振動臺式、劃漿擾動式和間門式等等。這些造波技術(shù)的基本原理是對靜止的分層流體施加一個瞬態(tài)的擾動，從而在分層界面上產(chǎn)生內(nèi)孤立波。然而這些造波技術(shù)都具有缺陷即“擾動”的施加是人為的，過程很難控制，通常由操作人員的經(jīng)驗所決定，因此難以穩(wěn)定地控制擾動的大小和持續(xù)時間，以產(chǎn)生波形參數(shù)可控的內(nèi)孤立波，也很難產(chǎn)生波形可重復的內(nèi)孤立波。
發(fā)明內(nèi)容針對上述問題，本實用新型的目的是提供一種造波參數(shù)可控的雙板式內(nèi)孤立波造波裝置。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采取以下技術(shù)方案一種雙板式內(nèi)孤立波造波裝置， 其特征在于它包括一密度分層水槽、一上推板、一下推板、兩套傳動機構(gòu)和一控制終端； 所述上、下推板布置于所述水槽的橫斷面上，且所述上、下推板與所述水槽等寬；兩套所述傳動機構(gòu)分別連接所述上、下推板，并由所述控制終端控制；所述控制終端通過改變傳動機構(gòu)的傳動方式，驅(qū)動所述上、下推板以各自的速度、加速度和行程反向水平運動。每套所述傳動機構(gòu)包括兩條滑軌、四個皮帶輪、一傳動皮帶和一電機；所述兩條滑軌分別水平設置在所述水槽兩側(cè)的邊壁上；所述四個皮帶輪圍成矩形，且其中三個皮帶輪固定在所述水槽一側(cè)的邊壁上，另一皮帶輪與所述電機的輸出軸連接；所述傳動皮帶與所述上推板或下推板連接，且所述傳動皮帶依次繞過所述四個皮帶輪；所述電機固定在所述水槽的邊壁上，并與所述控制終端連接；所述上、下推板兩側(cè)均安裝有滑輪，使所述上、下推板可沿著所述滑軌滑動。在所述上、下推板的一側(cè)分別加裝橫向支撐。本實用新型由于采取以上技術(shù)方案，其具有以下優(yōu)點1、本實用新型基于內(nèi)孤立波的理論模型并結(jié)合質(zhì)量守恒原理，提出了由兩層流體反向流動產(chǎn)生內(nèi)孤立波的構(gòu)思，并在水槽內(nèi)加以實現(xiàn)，從而彌補了現(xiàn)有造波技術(shù)缺乏理論依據(jù)的不足，為海洋內(nèi)孤立波的模擬技術(shù)提供了新的方向。2、本實用新型是采用兩塊推板在流體中逆向運動使兩層流體反向流動而產(chǎn)生內(nèi)孤立波，且對兩塊推板的運動過程進行了分別控制，因此可以控制內(nèi)孤立波的波形、振幅和波寬等參數(shù)，不僅實現(xiàn)了波形參數(shù)的可控，而且使同一波形的內(nèi)孤立波的重復成為可能。3、本實用新型采用雙板聯(lián)動的方式，用電腦對推板的運動過程進行了主動控制，盡可能避免了人為影響，使產(chǎn)生的內(nèi)孤立波的波形穩(wěn)定清晰，尾波小。
圖1是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖圖2是本實用新型的造波示意圖
具體實施方式
以下結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進行詳細的描述。如圖1所示，本實用新型的造波裝置包括一密度分層水槽1、一上推板2、一下推板 3、兩套傳動機構(gòu)4和一控制終端5。上、下推板2、3布置于水槽1某橫斷面上，且上、下推板 2、3與水槽1等寬，上、下推2、3板的高度分別與水槽1內(nèi)兩層流體的高度相同，上、下推2、 3板的高度和兩層流體的高度可根據(jù)實驗需要調(diào)節(jié)。兩套傳動機構(gòu)4分別連接上、下推板 2、3，并由控制終端5控制?？刂平K端5通過調(diào)整輸入?yún)?shù)，改變傳動機構(gòu)4的傳動方式，從而驅(qū)動上、下推板2、3以各自的速度、加速度和行程反向水平運動。上述實施例中，每套傳動機構(gòu)4包括兩條滑軌41、四個皮帶輪42、一傳動皮帶43 和一電機44。其中，兩條滑軌41分別水平設置在水槽1兩側(cè)的邊壁上；四個皮帶輪42圍成矩形，且其中三個皮帶輪42固定在水槽1 一側(cè)的邊壁上，另一皮帶輪42與電機44的輸出軸連接；傳動皮帶43與上推板2或下推板3連接，且傳動皮帶43依次繞過四個皮帶輪42 ； 電機44固定在水槽1的邊壁上，并與控制終端5連接。此外，上、下推板2、3兩側(cè)均安裝有滑輪，使上、下推板2、3可沿著滑軌41滑動。當電機44啟動時，帶動傳動皮帶43運行，與傳動皮帶43相連的上、下推板2、3將沿著滑軌41做水平運動。上述實施例中，為保證造波過程中上、下推板2、3的穩(wěn)定性，在上、下推板2、3的一側(cè)分別加裝橫向支撐6。下面具體描述本實用新型的內(nèi)孤立波造波方法。在水槽1中先后注入兩種密度不同的流體，并使密度躍層位于上、下推板2、3分界線處。如圖2所示，實施造波時，控制終端5通過傳動機構(gòu)4驅(qū)動上、下推板2、3同時反向水平運動，使水槽1內(nèi)的兩層流體產(chǎn)生反向流動，從而在兩層流體分層界面上產(chǎn)生上凸或下凹的內(nèi)孤立波。為保證水槽1內(nèi)的質(zhì)量平衡，上、下推板2、3的運動速度有如下關(guān)系
ν, h2- = T-v2 H1式中，Vl、V2分別為上、下推板2、3的瞬時速度，hp h2分別為上、下推板2、3的高度。由于控制終端5可調(diào)整輸入?yún)?shù)，改變上、下推板2、3的速度、加速度和行程，從而產(chǎn)生不同波高、不同波速、不同波形的內(nèi)孤立波，實現(xiàn)了波形參數(shù)的可控；同時，由于造波過程始終由控制終端5進行控制，盡可能避免了人為影響，保證了所產(chǎn)生的內(nèi)孤立波的波形穩(wěn)定性。本實用新型僅以上述實施例進行說明，各部件的結(jié)構(gòu)、設置位置、及其連接都是可以有所變化的，在本實用新型技術(shù)方案的基礎上，凡根據(jù)本實用新型原理對個別部件進行的改進和等同變換，均不應排除在本實用新型的保護范圍之外。
權(quán)利要求1.一種雙板式內(nèi)孤立波造波裝置，其特征在于它包括一密度分層水槽、一上推板、一下推板、兩套傳動機構(gòu)和一控制終端；所述上、下推板布置于所述水槽的橫斷面上，且所述上、下推板與所述水槽等寬；兩套所述傳動機構(gòu)分別連接所述上、下推板，并由所述控制終端控制；所述控制終端通過改變傳動機構(gòu)的傳動方式，驅(qū)動所述上、下推板以各自的速度、 加速度和行程反向水平運動。
2.如權(quán)利要求1所述的一種雙板式內(nèi)孤立波造波裝置，其特征在于每套所述傳動機構(gòu)包括兩條滑軌、四個皮帶輪、一傳動皮帶和一電機；所述兩條滑軌分別水平設置在所述水槽兩側(cè)的邊壁上；所述四個皮帶輪圍成矩形，且其中三個皮帶輪固定在所述水槽一側(cè)的邊壁上，另一皮帶輪與所述電機的輸出軸連接；所述傳動皮帶與所述上推板或下推板連接，且所述傳動皮帶依次繞過所述四個皮帶輪；所述電機固定在所述水槽的邊壁上，并與所述控制終端連接；所述上、下推板兩側(cè)均安裝有滑輪，使所述上、下推板可沿著所述滑軌滑動。
3.如權(quán)利要求1或2所述的一種雙板式內(nèi)孤立波造波裝置，其特征在于在所述上、下推板的一側(cè)分別加裝橫向支撐。
專利摘要本實用新型涉及一種雙板式內(nèi)孤立波造波裝置，其特征在于它包括一密度分層水槽、一上推板、一下推板、兩套傳動機構(gòu)和一控制終端；上、下推板布置于水槽的橫斷面上，且上、下推板與水槽等寬；兩套傳動機構(gòu)分別連接上、下推板，并由控制終端控制；控制終端通過改變傳動機構(gòu)的傳動方式，驅(qū)動上、下推板以各自的速度、加速度和行程反向水平運動。本實用新型可以控制內(nèi)孤立波的波形、振幅和波寬等參數(shù)，不僅實現(xiàn)了波形參數(shù)的可控，而且使同一波形的內(nèi)孤立波的重復成為可能。
文檔編號G01M10/00GK202002791SQ201120060588
公開日2011年10月5日 申請日期2011年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者尤云祥, 屈衍, 胡天群, 范模 申請人:上海交通大學, 中國海洋石油總公司, 中海石油研究中心