【技术实现步骤摘要】
一种波流水池中全方向造流装置及其方法
本专利技术涉及一种波流水池中全方向造流装置及其方法,属于海岸、近海和海洋工程
技术介绍
波浪和水流对海岸、近海和海洋工程结构物的共同作用是海洋工程设计研究的重要方面,而波、流与工程结构物的作用是一个复杂的非线性变化过程,对于复杂的波、流与结构物作用的问题,理论分析和数值模拟研究往往难以满足实际的需要,因此建立精确模拟波浪与水流共存的真实物理环境的实验装置和实验研究方法是开展相关实验研究的基础和重要手段。现阶段水动力学开展的相关研究(如波流对海洋工程结构系统的非线性荷载设计研究、深水养殖网箱的水动力学问题研究、近海海域污染物迁移规律研究,海冰形成机理、冰荷载与建筑物的动力相互作用,海洋环境因素对海底土体的作用机理研究等)是在已经安装有造波机系统的波流水池中,用可移动的潜水泵组辅助模拟流场来实现波浪与不同方向的流的相互作用的。这种方法中使用的潜水泵就在波流水池内,势必会对波浪的传递产生扰动影响;另外,不加均流装置,则流场均匀性很难达到使用要求,加了均流装置,也会影响波浪传递 ...
【技术保护点】
1.一种波流水池中全方向造流方法,包括控制水流流向的造流方法和控制水流流速或流量的造流方法,其特征在于:所述控制水流流向的造流方法,包括以下内容:由于实验所需流场是在波流水池中产生,打开波流水池中实验所需流场内的N个出流阀门及对应的N个回流阀门,关闭实验所需流场外的M个出流阀门及对应的M个回流阀门,实现某一流场方向的选择;具体是:实验所需流场内的回流水流通过波流水池内N个回流口进入各自的回流均流区,并通过与这N个回流均流区相连的打开的回流阀门进入“L”型回流有压廊道,再经过计算机控制的双向轴流泵,水流被泵进“L”型出流有压廊道,再通过N个打开的出流阀门进入各自的出流均流区, ...
【技术特征摘要】
1.一种波流水池中全方向造流方法,包括控制水流流向的造流方法和控制水流流速或流量的造流方法,其特征在于:所述控制水流流向的造流方法,包括以下内容:由于实验所需流场是在波流水池中产生,打开波流水池中实验所需流场内的N个出流阀门及对应的N个回流阀门,关闭实验所需流场外的M个出流阀门及对应的M个回流阀门,实现某一流场方向的选择;具体是:实验所需流场内的回流水流通过波流水池内N个回流口进入各自的回流均流区,并通过与这N个回流均流区相连的打开的回流阀门进入“L”型回流有压廊道,再经过计算机控制的双向轴流泵,水流被泵进“L”型出流有压廊道,再通过N个打开的出流阀门进入各自的出流均流区,经稳流与均流后从与这N个出流均流区的出流口流出进入波流水池,形成闭环水流,实现正向流场方向的选择;若实现反向流场方向的选择时,通过改变双向轴流泵的转向实现,将上述回流变为出流,出流变为回流;具体是:出流口变为回流口,出流均流区变为回流均流区,出流阀门变为回流阀门,出流有压廊道变为回流有压廊道,回流有压廊道变为出流有压廊道,回流阀门变为出流阀门,回流均流区变为出流均流区,回流口变为出流口,重复上述工作过程,形成闭环水流,实现反向流场方向的选择;造流系统中共设置有2(M+N)个出流及回流阀门,2(M+N)个出流及回流均流区,2(M+N)个出流及回流口,2个“L”型有压廊道,M、N均为自然数;
所述控制水流流速或流量的造流方法,包括以下内容:通过控制计算机运行控制程序产生控制信号,经过控制网络控制变频器的输出,对双向轴流泵的电机转速进行调节,实现对水流流速或流量的控制,从而达到对实验所需流场流速或流量的控制;该控制过程中,运用反馈机制,是指选取流速仪所测得数据作为反馈控制量,参与流速控制,或者是选取流量计所测得数据作为反馈控制量,参与流量控制;计算机运行控制程序的核心是控制算法,输出控制值通过公式(1)进行描述,
u(n)=U(n)+Δu(n)(1)
式中,u(n)表示输出控制值,U(n)表示输出控制基值,由用户设置给定的系统终值U及控制时间间隔...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨洪齐,张群,王静,柳淑学,李木国,杜海,
申请(专利权)人:大连理工大学,
类型:发明
国别省市:辽宁;21
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