本发明专利技术公开了一种复合型结构的被动消波实验装置，包括含有实验水的水槽，所述水槽的底板固定有支撑框架，所述支撑框架的前端设置有由等边三棱柱基本单元连接构成且表面铺设有不锈钢铁丝网面的三角消波网，所述支撑框架通过上端面和下端面分别等间距排列设置的连接杆，纵向固定连接有多排倾斜式多孔透水板，所述多孔透水板之间，由上至静水位线水平面以下分别设置有至少三层水平板，由上至水波浪最大波高面以下还分别设置有盲沟片。本发明专利技术可实现不同水深环境下不同波浪周期、不同波高条件的波浪消除，提升了被动消波装置的适用范围和消波性能，保证波浪的模拟精度，降低反射率的。降低反射率的。降低反射率的。
【技术实现步骤摘要】
一种复合型结构的被动消波实验装置
[0001]本专利技术涉及港口、航道与海岸工程及水动力实验
，尤其是涉及一种复合型结构的被动消波实验装置。
技术介绍
[0002]随着海洋强国战略的提出，港口、海岸、船舶性能等的研究已成为当下的热门内容，而上述领域的研究都离不开波浪理论及其试验条件。
[0003]波浪水槽(水池)作为实验室波浪研究的主要手段之一，其性能的好坏很大程度上影响了实验数据的准确性以及实验结果。作为实验水槽的组成部分，常设置于水槽末端的消波装置对实验水槽性能的提升起着十分关键的作用。通过末端消波装置与波浪的相互作用可以有效的减少波浪的反射。其一方面减弱了反射波与入射波叠加而引起的波场紊乱现象，有利于形成较为稳定的目标波场以获取更为理想的实验数据；另一方面，反射波的削弱有利于解决“等水时间”过长的问题，更快地获取平静波面以进行下一组实验，提高实验效率，大大节省了宝贵的时间成本。目前虽已有不少学者对相关被动消波装置进行了研究，但仍存在结构单一，消波性能较差，占用场地大等问题。如透空管式防波堤虽能有效地削弱波浪在各个方向上的能量，并根据波能的分布对管直径做出适应性调整，但透空管结构单一且沿程透空率不变，沿程阻尼未发生变化，这使得当未破碎的波浪进入管道后将很难进一步衰弱，从而影响消波效果。
[0004]随着相关领域研究更加深入地进行，波浪模拟精度要求不断提高，现有单一的消波装置已无法满足上述要求。为此有必要提出一种复合结构形式的被动消波装置，以满足当下严苛的实验条件，保证试验水槽(水池)的消波质量。
技术实现思路
[0005]本专利技术的目的在于客服现有技术中的不足，旨在提出适用于试验水槽或水池的一种复合型结构的被动消波实验装置，该装置可实现不同水深环境下不同波浪周期、不同波高条件的波浪消除，提升了被动消波装置的适用范围和消波性能，保证波浪的模拟精度，降低反射率的。
[0006]本专利技术是通过下述技术方案予以实现的：
[0007]一种复合型结构的被动消波实验装置，包括含有实验水的水槽，所述水槽的底板固定有支撑框架，所述支撑框架的前端设置有由等边三棱柱基本单元连接构成且表面铺设有不锈钢铁丝网面的三角消波网，所述支撑框架通过上端面和下端面分别等间距排列设置的连接杆，纵向固定连接有多排倾斜式多孔透水板，所述多孔透水板与多孔透水板之间，由上至静水位线水平面以下分别设置有至少三层水平板，所述多孔透水板与多孔透水板之间，由上至水波浪最大波高面以下还分别设置有盲沟片。
[0008]所述多孔透水板沿波浪传播方向以40cm等间距布置为10排，每一排多孔透水板的孔眼由前至后依次以透水率由大至小设置，其中孔眼的孔径为10cm到1cm之间依次递减。
[0009]所述多孔透水板为铝合金材质构成，其倾斜的角度为45度。
[0010]所述等边三棱柱基本单元由边长为50cm的不锈钢三角架构成；所述不锈钢铁丝网面的网眼为边长1cm的菱形网眼构成。
[0011]所述水平板设置于多孔透水板的第二排至第七排之间；所述三层水平板的高度由下至上分别为60cm、80cm以及100cm高程处。
[0012]所述盲沟片为多孔网状结构构成，设置于多孔透水板的第四排至第七排之间，与水平板构成重叠；所述盲沟片的上端面位于120cm高程处。
[0013]所述水槽的宽度为2m，深度为2m，所述试验水深为1m，所述试验水波浪的最大波高为0.15m。
[0014]本专利技术的有益效果是：本专利技术可实现不同水深环境下不同波浪周期、不同波高条件的波浪消除，提升了被动消波装置的适用范围和消波性能。首先，波浪传播至消波装置时与布置在消波装置最前方的三角消波网发生相互作用，其在三角消波网3导流的作用下，向网面的凹处聚集而发生破碎耗能。其次，水平板的布置将很大程度地影响波浪在垂直方向上的运动，且盲沟片因其独特的多孔网状结构，使得波浪穿过时将受到很大的阻尼作用，两者共同作用使波浪能量在水平板和盲沟片的复合消波区域内大幅衰减。最后，多层变孔径倾斜孔板作为装置主体骨架结构，装置前排设置较大孔径孔板以提高装置透水率，减少与前排孔板直接碰撞而引起的反射，后排设置较小孔径孔板以增强结构物与波浪之间的相互作用，提高紊动耗能。同时孔板倾斜角度为45度，使得孔板兼具水平板和竖直孔板的优点，在水平方向上消耗波浪动能的同时，在竖直方向上消耗波浪的势能。此外，该装置可以作为基本单元进行模块化设计，以适应不同尺寸的试验水槽或试验水池。且水平板的布置层数可根据试验水深和波浪条件进行调整，孔板孔径、数量、间距也可随着不同的波浪条件进行调整，十分灵活，具有很强的适用性。
附图说明
[0015]图1是本专利技术结构示意图；
[0016]图2是图1的立体结构示意图；
[0017]图3是图1中多孔透水板的结构示意图；
[0018]图4是图1中单层盲沟片的结构示意图；
[0019]图5是图1中三角消波网的平面结构示意图；
[0020]图6是图1中等边三棱柱基本单元结构示意图；
[0021]附图标记：1连接杆；2多孔透水板；3三角消波网；4盲沟片；5水平板；6波浪；7静水位线；8水槽；9孔眼。
具体实施方式
[0022]下面结合附图对本专利技术做进一步的说明：
[0023]如附图1
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6所示，一种复合型结构的被动消波实验装置，包括含有实验水的水槽8，所述水槽8的底板固定有支撑框架，本专利技术支撑框架为不锈钢框架结构，模块化设置，其长度、宽度、高度根据水槽的尺寸、水深要求及波浪要求进行确定，目的是用于支撑整个消波装置的各个部件，并保证在进行波浪试验过程中的整个消波装置的稳定性，同时也方便装
置进行模块化安装；本专利技术所述支撑框架的前端设置有由等边三棱柱基本单元连接构成且表面铺设有不锈钢铁丝网面的三角消波网3，本专利技术所述等边三棱柱基本单元由边长为50cm的不锈钢三角架构成；所述不锈钢铁丝网面的网眼为边长1cm的菱形网眼构成。其布设于支撑框架的最前方，后方通过螺丝与支持框架固定，三角消波网3布置宽度和高度均与支持框架一致；
[0024]所述支撑框架通过上端面和下端面分别等间距排列设置的连接杆1，纵向固定连接有多排倾斜式多孔透水板2，所述多孔透水板2为铝合金材质构成，其倾斜的角度为45度。
[0025]本专利技术所述多孔透水板2沿波浪6传播方向以40cm等间距布置为10排，每一排多孔透水板2的孔眼9由前至后依次以透水率由大至小设置，其中孔眼9的孔径为10cm到1cm之间依次递减；前排设置较大孔径孔板以提高其透水率，减少与前排孔板直接碰撞而引起的反射，后排设置较小孔径孔板以增强结构物与波浪之间的相互作用，提高紊动耗能；各孔板通过与支撑框架铰接以连接一个整体。多孔透水板2的尺寸应与支撑框架相适应。
[0026]本专利技术在所述多孔透水板2与多孔透水板2之间，由上至静水位线7水平面以下分别设置有至少三层水平板5，所述水平板5为PVC硬塑料板材质制成，本专利技术实施例所述水平板本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种复合型结构的被动消波实验装置，其特征在于，包括含有实验水的水槽(8)，所述水槽(8)的底板固定有支撑框架，所述支撑框架的前端设置有由等边三棱柱基本单元连接构成且表面铺设有不锈钢铁丝网面的三角消波网(3)，所述支撑框架通过上端面和下端面分别等间距排列设置的连接杆(1)，纵向固定连接有多排倾斜式多孔透水板(2)，所述多孔透水板(2)与多孔透水板(2)之间，由上至静水位线(7)水平面以下分别设置有至少三层水平板(5)，所述多孔透水板(2)与多孔透水板(2)之间，由上至水波浪(6)最大波高面以下还分别设置有盲沟片(4)。2.根据权利要求1所述的一种复合型结构的被动消波实验装置，其特征在于，所述多孔透水板(2)沿波浪(6)传播方向以40cm等间距布置为10排，每一排多孔透水板(2)的孔眼(9)由前至后依次以透水率由大至小设置，其中孔眼(9)的孔径为10cm到1cm之间依次递减。3.根据权利要求1所述的一种复合型结构的被动消波实验装置，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：白志刚，俞杰，燕翔，韩庆华，宋斐然，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：
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