一種深水試驗(yàn)池整體造流方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及海洋深水試驗(yàn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是一種模擬海洋水流環(huán)境的深水試驗(yàn)池整體造流方法。
【背景技術(shù)】
[0002]海洋工程作為一個(gè)新興的前沿學(xué)科領(lǐng)域，缺乏豐富的實(shí)際工程經(jīng)驗(yàn)和成熟的設(shè)計(jì)規(guī)范，通過(guò)海洋深水試驗(yàn)池進(jìn)行物理模型試驗(yàn)，模擬深水環(huán)境，是人們當(dāng)前獲得海洋工程相關(guān)技術(shù)信息和數(shù)據(jù)的主要依賴手段。隨著深海平臺(tái)(例如SPAR、深水多功能半潛平臺(tái))技術(shù)成為海洋工程界的熱點(diǎn)，海洋深水試驗(yàn)池的規(guī)模正朝著系統(tǒng)化、大型化、高精度、功能完善的現(xiàn)代化方向發(fā)展。隨著海洋工程平臺(tái)研究向深水領(lǐng)域不斷拓展，海流作為一種重要載荷對(duì)平臺(tái)的影響，必須得到充分認(rèn)識(shí)和掌握。深水造流系統(tǒng)作為海洋深水試驗(yàn)池的主要系統(tǒng)，其造流效果直接決定了海洋深水池能否正確模擬深海海洋環(huán)境，進(jìn)而開(kāi)展海洋工程深水試驗(yàn)研究的能力。海洋深水試驗(yàn)池的服務(wù)對(duì)象是深海平臺(tái)，設(shè)計(jì)目標(biāo)是實(shí)現(xiàn)對(duì)海洋環(huán)境的模擬，在有限的水池空間內(nèi)制造出翻滾的波濤、涌動(dòng)的海流和迅疾的強(qiáng)風(fēng)等海洋環(huán)境，其中水池造波和造流系統(tǒng)是海洋深水試驗(yàn)池的核心技術(shù)之一，也是設(shè)計(jì)上的重點(diǎn)和難點(diǎn)，水流模擬的質(zhì)量將提高能水池整體試驗(yàn)?zāi)芰Α?br>[0003]目前，國(guó)內(nèi)水池造流系統(tǒng)主要有池內(nèi)和池外兩種循環(huán)形式，池內(nèi)循環(huán)系統(tǒng)又有兩種造流方式，一種是水泵將水流由水池一端推向另一端形成水流，這種造流方式水泵進(jìn)水和出水都在水池內(nèi)同側(cè)完成，進(jìn)出水流相互影響，水池內(nèi)水流紊亂，不能形成穩(wěn)定流場(chǎng)。另一種是在水池的假底下部設(shè)置造流水泵，使水流沿水池假底循環(huán)形成水流，這種造流方式的水泵進(jìn)出水分別在水池二側(cè)，能夠在水池內(nèi)形成一定的流場(chǎng)，由于水流進(jìn)、出水口設(shè)在水池假底二端，且無(wú)法設(shè)置整流裝置，因此水池內(nèi)無(wú)法形成均勻的、完整的整體流。池外循環(huán)系統(tǒng)是水泵設(shè)在水池外，從水池一側(cè)抽水，另一側(cè)進(jìn)水，在水池內(nèi)形成整體水流，由于沒(méi)有整流和消能設(shè)施，水流在水池內(nèi)水流紊亂，不能形成穩(wěn)定的流場(chǎng)。
[0004]申請(qǐng)?zhí)枮?01310666158.8公開(kāi)了《一種深水造流的整流墻結(jié)構(gòu)及其施工方法》，采用壓力穿孔墻結(jié)構(gòu)，使水流沿水池寬度方向均勻進(jìn)入水池，達(dá)到流速均勻的整流效果。但水流經(jīng)過(guò)穿孔墻后，由于射流效應(yīng)，各股水流相互作用，在水內(nèi)形成大量漩渦，并隨水流進(jìn)入水池，造成水流紊亂，各層水流相互影響，無(wú)法保證水池內(nèi)水流整體的穩(wěn)定性，也無(wú)法模擬不同流場(chǎng)的梯度流，不能完全模擬出真實(shí)的海流。
[0005]現(xiàn)有技術(shù)存在的問(wèn)題是:模擬的海洋水池內(nèi)的水流不能同時(shí)均勻、平穩(wěn)流動(dòng)，流向不穩(wěn)定，無(wú)法在水池內(nèi)形成穩(wěn)定的、均勻的整體流，容易產(chǎn)生較大的紊流以及漩渦等擾動(dòng)因素，無(wú)法模擬不同流場(chǎng)的梯度流，不能完全模擬出真實(shí)的海流環(huán)境，大大影響試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足而設(shè)計(jì)的一種深水試驗(yàn)池整體造流方法，采用若干層高度不等的水平流道分層和整流結(jié)構(gòu)的體外循環(huán)造流方式，各分層造流相互獨(dú)立，在不同深度模擬不同流速，保證水流在水池寬度方向整體均勻性和穩(wěn)定性，在水池垂直斷面上能夠形成不同的梯度流，使水流能夠平穩(wěn)、均勻的進(jìn)入水池，達(dá)到流速均勻的整流效果，極大的避免了紊流以及漩渦等擾動(dòng)因素的產(chǎn)生，很好的模擬了海洋的實(shí)際水流，為我國(guó)海洋研究提供了一個(gè)能正確模擬海洋環(huán)境的試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br>[0007]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的具體技術(shù)方案是:一種深水試驗(yàn)池整體造流方法，包括造流水泵、深水池以及設(shè)有穿孔墻的進(jìn)、出水廊道，進(jìn)、出水廊道設(shè)置在深水池兩側(cè)且與深水池連通，造流水泵進(jìn)、出口分別與進(jìn)、出水廊道連接，其特點(diǎn)是深水池兩側(cè)的進(jìn)、出水流道上由隔板分割成若干層高度不等的水平流道分層，每一水平流道分層設(shè)有各自獨(dú)立的造流水泵以及與其連接的進(jìn)、出水廊道組成的分層造流系統(tǒng)；所述水平流道分層為兩兩對(duì)應(yīng)設(shè)置在深水池兩側(cè)的進(jìn)、出水流道上，其層高以深水池的深度逐層遞增；所述進(jìn)水廊道的穿孔墻后設(shè)置由整流擋板、導(dǎo)流柵和整流網(wǎng)組成的進(jìn)水整流段；所述整流擋板設(shè)置在穿孔墻出水側(cè)的墻體上；所述整流網(wǎng)設(shè)置在進(jìn)水廊道的出水端；所述導(dǎo)流柵設(shè)置在整流擋板和整流網(wǎng)之間的出水挑流段上。
[0008]所述造流水泵的進(jìn)、出水口由方接圓連接段與進(jìn)、出水廊道連接。
[0009]所述進(jìn)、出水廊道的轉(zhuǎn)彎段上設(shè)有導(dǎo)流片。
[0010]所述整流擋板為鋼板焊接的格柵。
[0011]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有各分層造流相互獨(dú)立，在不同深度模擬不同流速，保證水流在水池寬度方向整體均勻性和穩(wěn)定性，在水池垂直斷面上能夠形成不同的梯度流，使水流能夠平穩(wěn)、均勻的進(jìn)入水池，達(dá)到流速均勻的整流效果，極大的避免了紊流以及漩渦等擾動(dòng)因素的產(chǎn)生，而且結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，整流效果好，很好的模擬了海洋的實(shí)際水流，為我國(guó)海洋研究提供了一個(gè)能正確模擬海洋環(huán)境的試驗(yàn)?zāi)Ｐ汀?br>【附圖說(shuō)明】
[0012]圖1為本發(fā)明結(jié)構(gòu)示意圖；
圖2為圖1的A-A剖視圖；
圖3為芽孔墻結(jié)構(gòu)不意圖；
圖4?圖5為整流擋板結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013]參閱附圖1，本發(fā)明由造流水泵1、深水池2以及設(shè)有穿孔墻12的進(jìn)水廊道5和出水廊道8組成，進(jìn)水廊道5和出水廊道8設(shè)置在深水池2兩側(cè)且與深水池2連通。所述造流水泵I的進(jìn)、出水口分別由方接圓連接段3與進(jìn)水廊道5和出水廊道8連接；所述各進(jìn)水廊道5和出水廊道8的轉(zhuǎn)彎段上設(shè)有導(dǎo)流片4。
[0014]參閱附圖2，所述深水池2兩側(cè)的進(jìn)、出水流道上由隔板7分割成若干層高度不等的水平流道分層6，每一水平流道分層6設(shè)有各自獨(dú)立的造流水泵I以及與其連接的進(jìn)水廊道5和出水廊道8組成的分層造流系統(tǒng)；所述水平流道分層6為兩兩對(duì)應(yīng)設(shè)置在深水池2兩側(cè)的進(jìn)、出水流道上，其層高以深水池2的深度逐層遞增；所述進(jìn)水廊道5的穿孔墻12后設(shè)置由整流擋板13、導(dǎo)流柵14和整流網(wǎng)15組成的進(jìn)水整流段；所述整流擋板13設(shè)置在穿孔墻12出水側(cè)的墻體上；所述整流網(wǎng)15設(shè)置在各進(jìn)水廊道5的出水端；所述導(dǎo)流柵14設(shè)置在整流擋板13和整流網(wǎng)15之間的水平流道分層6的出水挑流段上。所述分層造流系統(tǒng)為獨(dú)立運(yùn)行，根據(jù)流場(chǎng)形態(tài)和流速要求確定每一水平流道分層6的高度，使水流可以在流道出口處形成不同的流速進(jìn)入深水池2。
[0015]參閱附圖3，所述穿孔墻12為密集均布數(shù)個(gè)的小孔11，小孔11的排布方式及數(shù)量可根據(jù)流場(chǎng)的流量和小孔11的流速確定，小孔11的流速一般控制在2~4米/秒，穿孔墻12的設(shè)置可以消除進(jìn)水廊道5和出水廊道8內(nèi)的壓力不平衡，使水流能夠沿水池寬度方向均勻進(jìn)、出深水池2。
[0016]參閱附圖4?附圖5，所述整流擋板13由鋼板9焊接而成的格柵狀擋板，格柵的交叉點(diǎn)位置需與穿孔墻12上的出水孔11 一一對(duì)應(yīng)，整流擋板13作用為消能使水流平穩(wěn)流入深水池2。
[0017]以上只是對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的說(shuō)明，并非用以限制本專利，凡為本發(fā)明等效實(shí)施，均應(yīng)包含于本專利的權(quán)利要求范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種深水試驗(yàn)池整體造流方法，包括造流水泵、深水池以及設(shè)有穿孔墻的進(jìn)、出水廊道，進(jìn)、出水廊道設(shè)置在深水池兩側(cè)且與深水池連通，造流水泵進(jìn)、出口分別與進(jìn)、出水廊道連接，其特征在于深水池兩側(cè)的進(jìn)、出水流道上由隔板分割成若干層高度不等的水平流道分層，每一水平流道分層設(shè)有各自獨(dú)立的造流水泵以及與其連接的進(jìn)、出水廊道組成的分層造流系統(tǒng)；所述水平流道分層為兩兩對(duì)應(yīng)設(shè)置在深水池兩側(cè)的進(jìn)、出水流道上，其層高以深水池的深度逐層遞增；所述進(jìn)水廊道的穿孔墻后設(shè)置由整流擋板、導(dǎo)流柵和整流網(wǎng)組成的進(jìn)水整流段；所述整流擋板設(shè)置在穿孔墻出水側(cè)的墻體上；所述整流網(wǎng)設(shè)置在進(jìn)水廊道的出水端；所述導(dǎo)流柵設(shè)置在整流擋板和整流網(wǎng)之間的出水挑流段上。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述深水試驗(yàn)池整體造流方法，其特征在于所述造流水泵的進(jìn)、出口由方接圓連接段與進(jìn)、出水廊道連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述深水試驗(yàn)池整體造流方法，其特征在于所述進(jìn)、出水廊道的轉(zhuǎn)彎段上設(shè)有導(dǎo)流片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述深水試驗(yàn)池整體造流方法，其特征在于所述整流擋板為鋼板焊接的格柵。
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種深水試驗(yàn)池整體造流方法，其特點(diǎn)是深水池兩側(cè)的進(jìn)、出水流道上由隔板分割成若干層高度不等的水平流道分層，每一水平流道分層設(shè)有各自獨(dú)立的造流水泵以及與其連接的進(jìn)、出水廊道組成的分層造流系統(tǒng)；所述進(jìn)水廊道的穿孔墻后設(shè)置由整流擋板、導(dǎo)流柵和整流網(wǎng)組成的進(jìn)水整流段；所述整流擋板設(shè)置在穿孔墻出水側(cè)的墻體上；所述整流網(wǎng)設(shè)置在各進(jìn)水廊道的出水端；所述導(dǎo)流柵設(shè)置在整流擋板和整流網(wǎng)之間的水平流道分層上。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有各分層造流相互獨(dú)立，可在不同深度模擬不同流速，保證水流在水池寬度方向整體均勻性和穩(wěn)定性，達(dá)到流速均勻的整流效果，極大的避免了紊流以及漩渦等擾動(dòng)因素的產(chǎn)生，很好的模擬了海洋的實(shí)際水流。
【IPC分類】E02B1-02
【公開(kāi)號(hào)】CN104762917
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510008371
【發(fā)明人】徐永春, 高國(guó)瑜, 徐劍, 張承懿, 林海蓓, 徐東暉, 何平, 慎辰
【申請(qǐng)人】中船第九設(shè)計(jì)研究院工程有限公司
【公開(kāi)日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年1月8日