一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法技术

本发明专利技术涉及海洋极端海况与深海试验技术领域，具体公开了一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法，包括以下具体的步骤：在每一层水深范围内，根据造流流向，开启造流流向翻转180

【技术实现步骤摘要】
一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法


[0001]本专利技术涉及海洋极端海况与深海试验
，具体为一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法。

技术介绍

[0002]随着人类对海洋开发的步步深入，船舶工程、海洋工程构筑物、水下机器人、水下航行器、海洋能源利用以及深海采矿等工程将与海洋环境的交互越来越紧密。海洋环境的波浪、洋流以及海风对其中工程物的影响较为复杂，需要水动力试验进行探究机理，验证优化设计。不同类型的试验水池是进行水动力试验的重要装置。
[0003]传统水动力试验水池造流系统只能单向造流，无法满足诸如海洋能源装置、深海采矿等需要的全流向复杂海况。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法，包括以下具体的步骤：
[0006]S1：试验内池区域的边界布置为圆形边界，沿着圆形边界周向设置m个射流兼回流口，沿着高度方向设置n层射流兼回流口；
[0007]S2：在上述每一个射流兼回流口均配置一台水泵，并在每一台水泵的内外两侧各配置一个电动阀门；
[0008]S3：在试验内池的底部配置升降假底；
[0009]S4：确定总水深下造流的高度，调整升降假底的顶面提升到相应的高度，使得试验内池的深度与试验设定的总水深一致；
[0010]S5：在每一层水深范围内，根据造流流向，开启造流流向翻转180
°
所指向的射流兼回流口所配置的水泵两侧的电动阀门，然后再启动该射流兼回流口处配置的水泵，该水泵为中间射流水泵；
[0011]S6：同时，开启上述中间射流水泵左右两侧的侧边射流兼回流口，开启对应侧边射流兼回流口处所配置的侧边射流水泵及其电动阀门；
[0012]S7：控制步骤S6中的中间射流水泵、侧边射流兼回流口处配置的侧边射流水泵均保持正向运转，使得上述开启的水泵泵出的水流经过均流构件(均流构件可包括导流墩、射流导流片、压力穿孔墙、射流破碎器、消涡阻尼网)进入到试验内池中；
[0013]S8：同时，开启造流流向所指向的射流兼回流口、该射流兼回流口处所配置的中间回流水泵及其电动阀门；
[0014]S9：同时，开启中间回流水泵左右两侧的侧边射流兼回流口，以及上述侧边射流兼回流口处所配置的侧边回流水泵及其电动阀门；
[0015]S10：控制上述中间回流水泵、侧边回流水泵全部逆向运转，使得水泵抽吸水流离开试验内池区域，以此实现全方向造流。
[0016]作为本专利技术的一种优选方案，所述中间回流水泵、中间射流水泵、侧边回流水泵、侧边射流水泵均采用双向变频水泵。
[0017]作为本专利技术的一种优选方案，每一台所述水泵在开启时，其左右两侧的电动阀门开启的时间均早于对应的泵体开启的时间。
[0018]作为本专利技术的一种优选方案，所述中间射流水泵左右两侧的射流兼回流口的数量为三个，上述三个射流兼回流口处配置的侧边射流水泵包括：左一射流水泵、左二射流水泵、左三射流水泵、右一射流水泵、右二射流水泵、右三射流水泵。
[0019]作为本专利技术的一种优选方案，所述中间回流水泵左右两侧的射流兼回流口的数量为三个，上述三个射流兼回流口处配置的侧边回流水泵包括：左一回流水泵、左二回流水泵、左三回流水泵、右一回流水泵、右二回流水泵、右三回流水泵。
[0020]作为本专利技术的一种优选方案，在每一个射流兼回流口对应高度中心的平面上均布置有流速仪，用于实时测试该射流兼回流口处的实时流速。
[0021]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0022]本专利技术提供的一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法，该造流控制方法在实际应用时，可在圆形边界的试验水池内实现全流向的矩形造流场域，可在变水深同时形成不同角度的水层，模拟不同流速大小的仿埃克曼流场域，实现圆形波流水池中分层全方向水深造流的目的。
具体实施方式
[0023]下面将对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法，该方法可在不同总水深下分层同时形成不同角度，不同流速的水流，包含有分层变水深全流向造流的控制方法和试验区造流流速的控制方法。
[0025]具体为：该试验内池区域的边界布置为圆形结构，并沿着该圆形边界的周向布置m个射流兼回流口，沿着高度方向设置n层射流兼回流口。
[0026]在每一个射流兼回流口都配置一台双向变频水泵，每一台双向变频水泵的内外两侧各配置有一个电动阀门。
[0027]当需要在某个总水深下造流时，将试验内池底部的升降假底的顶面提升到相应的高度，使得试验内池的深度与试验设定的总水深一致。
[0028]在每一层水深范围内，根据造流流向，开启造流流向翻转180
°
所指向的射流兼回流口所配置的水泵两侧的电动阀门，然后再启动相应双向变频水泵(即中间射流水泵)。
[0029]同时，还需开启该中间射流水泵左边的三个侧边射流兼回流口和右边的三个侧边射流兼回流口所配置的六台双向变频水泵(即左一射流水泵、左二射流水泵、左三射流水泵、右一射流水泵、右二射流水泵、右三射流水泵)及其电动阀门。
[0030]上述七台双向变频水泵全部保持正向运转，使得上述水泵泵出的水流经过均流构件(均流构件可包括导流墩、射流导流片、压力穿孔墙、射流破碎器、消涡阻尼网)射流进入试验内池内。
[0031]另外，在开启上述七台双向变频水泵的同时，同时开启造流流向所指向的射流兼回流口所配置的水泵两侧的电动阀门，再开启相应的双向变频水泵(即中间回流水泵)。
[0032]同时，还需开启该中间回流水泵左边的三个侧边射流兼回流口和右边的三个侧边射流兼回流口所配置的六台水泵(即左一回流水泵、左二回流水泵、左三回流水泵、右一回流水泵、右二回流水泵、右三回流水泵)及其电动阀门。
[0033]上述七台双向变频水泵全部逆向运转，通过双向变频水泵将水流抽吸至试验内池的外侧，以此实现全方向造流。
[0034]尽管已经示出和描述了本专利技术的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本专利技术的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本专利技术的范围由所附权利要求及其等同物限定。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种圆形波流水池中分层全方向水深造流控制方法，其特征在于：包括以下具体的步骤：S1：试验内池区域的边界布置为圆形边界，沿着圆形边界周向设置m个射流兼回流口，沿着高度方向设置n层射流兼回流口；S2：在上述每一个射流兼回流口均配置一台水泵，并在每一台水泵的内外两侧各配置一个电动阀门；S3：在试验内池的底部配置升降假底；S4：确定总水深下造流的高度，调整升降假底的顶面提升到相应的高度，使得试验内池的深度与试验设定的总水深一致；S5：在每一层水深范围内，根据造流流向，开启造流流向翻转180
°
所指向的射流兼回流口所配置的水泵两侧的电动阀门，然后再启动该射流兼回流口处配置的水泵，该水泵为中间射流水泵；S6：同时，开启上述中间射流水泵左右两侧的侧边射流兼回流口，开启对应侧边射流兼回流口处所配置的侧边射流水泵及其电动阀门；S7：控制步骤S6中的中间射流水泵、侧边射流兼回流口处配置的侧边射流水泵均保持正向运转，使得上述开启的水泵泵出的水流经过均流构件进入到试验内池中；S8：同时，开启造流流向所指向的射流兼回流口、该射流兼回流口处所配置的中间回流水泵及其电动阀门；S9：同时，开启中间回流水泵左右两侧的侧边射流兼回流口，以及上述侧边射流兼回流口处所配置的侧边回流水泵及其电动阀门；S10：控制上述中间回流...

【专利技术属性】
技术研发人员：潘欣钰，徐永春，徐剑，黄宏，田少杰，吴炳磊，钟睿，张轶，
申请(专利权)人：中船第九设计研究院工程有限公司，
类型：发明
国别省市：