The invention provides a bed load deposition simulation test device and method. The absorbent beads used to simulate the bed load are added between two parallel glass plates in the test flume, and the power device is used to control the swing of the two parallel glass plates, so that the absorbent beads move with the swing of the glass plates, and simulate the bed load deposition process. Because the swing time of the glass plate is not limited, the time for bed load to move under the influence of shear stress is not limited, thus breaking through the time scale limitation of the study of bed load deposition law, better simulating the deposition process of bed load, more accurate experimental data, and conducive to the study of fluid velocity. The effect of field on bedload deposition law.
【技术实现步骤摘要】
推移质沉积模拟试验装置和方法
本专利技术涉及推移质研究领域,尤其涉及一种山区水库库底推移质沉积模拟试验装置和方法。
技术介绍
推移质研究主要是为了认识水流中的推移质运动规律、河床演变规律,进而解决水利工程中的推移质问题。研究推移质在流体中的冲刷、悬浮、输移和沉积规律,是水利学科的理论基础之一,推移质在水体中的沉降速度是研究挟沙水流运动特性的基础。山区水库的特点在于:河流携带的大颗粒推移质较多,在河流汇入水库后,水流流速减缓,输沙能力降低,其携带的大颗粒推移质部分或全部的在水库库底沉积。在自然界的观察中发现,推移质的沉积中出现小颗粒推移质沉积到更底层,大颗粒推移质相对位置靠上的特点,而流体速度场对推移质沉积规律的影响却不清楚,因此寻求一种研究不同粒径推移质沉积规律试验装置和方法,尤其是一种山区水库库底推移质沉积规律模拟试验装置和方法,以通过物理试验研究其背后的理论特性是十分必要的。当前推移质运动领域的物理试验,一般是来通过室内长水槽实现的,而受室内空间大小的限制,无法建立无限长的水槽,推移质在水槽首端进入水槽后,在很短的时间内就被流水携带到水槽尾端,因此推移质沉积规律研究的时间尺度受限就成为了试验设计中的首要问题。第二个问题是,常规用于研究推移质运动规律的试验往往关注宏观的堆积规律,并不能实时的捕获堆积过程中流体的速度场和推移质的位移特征。因为,推移质的运动过程主要受剪应力的影响,根据推移质沉积过程中特殊的受力特性,由外力带动推移质运动就可以模拟推移质沉积过程中的受力环境。通过简化推移质的受力环境来研究不同粒径推移质纵向沉积特性,一定程度上可以简化理论研究的 ...
【技术保护点】
1.一种推移质沉积模拟试验装置,其特征在于,包括:试验水槽、动力装置以及测量装置;所述试验水槽中设置有两块玻璃板以及位于两块所述玻璃板之间的若干吸水珠及示踪粒子;所述玻璃板与所述试验水槽的底部始终接触,并且所述玻璃板长度等于所述试验水槽的宽度;所述动力装置连接两块所述玻璃板,可带动两块所述玻璃板同步摆动,两块所述玻璃板在摆动过程中始终相互平行;所述测量装置包括:激光粒子成像装置,用于获取所述吸水珠及示踪粒子的位移图像;PC,连接所述激光粒子成像装置,接收所述位移图像,并根据所述位移图像计算所述吸水珠缝隙的水速度场及所述吸水珠的位移场。
【技术特征摘要】
1.一种推移质沉积模拟试验装置,其特征在于,包括:试验水槽、动力装置以及测量装置;所述试验水槽中设置有两块玻璃板以及位于两块所述玻璃板之间的若干吸水珠及示踪粒子;所述玻璃板与所述试验水槽的底部始终接触,并且所述玻璃板长度等于所述试验水槽的宽度;所述动力装置连接两块所述玻璃板,可带动两块所述玻璃板同步摆动,两块所述玻璃板在摆动过程中始终相互平行;所述测量装置包括:激光粒子成像装置,用于获取所述吸水珠及示踪粒子的位移图像;PC,连接所述激光粒子成像装置,接收所述位移图像,并根据所述位移图像计算所述吸水珠缝隙的水速度场及所述吸水珠的位移场。2.根据权利要求1所述推移质沉积模拟试验装置,其特征在于,所述激光粒子成像装置包括:激光器、光学转换装置以及高速相机;所述激光器设置于所述试验水槽的侧面,用于向所述试验水槽发射激光束;所述光学转换装置设置于所述激光器与所述试验水槽之间,用于将所述激光束转换成片光,以照射所述吸水珠和所述示踪粒子;所述高速相机位于试验水槽的正面或背面,用于拍摄所述位移图像,所述高速相机连接所述PC机。3.根据权利要求2所述推移质沉积模拟试验装置,其特征在于,所述高速相机的镜头上设有滤镜。4.根据权利要求2所述推移质沉积模拟试验装置,其特征在于,所述光学转换装置包括:沿光路方向依次设置的纵向凹透镜、横向凹透镜以及三角透镜;所述纵向凹透镜用于对激光光束纵向聚焦;所述横向凹透镜用于对纵向聚焦之后的激光光束进行横向聚焦;所述三角透镜用于对横向聚焦之后的激光光束进行扩散,得到所述片光。5.根据权利要求1所述推移质沉积模拟试验装置,其特征在于,所述动力装置包括:驱动装置以及与其连接的两个连接轴,每一所述连接轴分别连接其中一个所述玻璃板。6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:郑雪琴,戴江鸿,王勇,桂中华,杜雅楠,李佳霖,兰柏,潘凌,陈瑞,董阳伟,卢伟甫,孙晓霞,于珊,孙慧芳,曹佳丽,章亮,赵强,
申请(专利权)人:国家电网有限公司,国网新源控股有限公司,国网新源控股有限公司技术中心,国网新源控股有限公司检修分公司,
类型:发明
国别省市:北京,11
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