專利名稱：用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，可以在波流水槽動床實(shí)驗(yàn)中實(shí)現(xiàn)堆積性海灘沿岸輸砂的模擬。
背景技術(shù)：
動床實(shí)驗(yàn)是指在波浪、水流作用下使床底發(fā)生演變的實(shí)驗(yàn)。波流水槽是研究二維水動力的水工實(shí)驗(yàn)工具，當(dāng)在波流水槽中進(jìn)行海灘剖面動床實(shí)驗(yàn)時(shí)，因?yàn)槭艿匠叨鹊南拗疲魉壑荒茏銎拭鎯?nèi)部的動床變動，而無法實(shí)現(xiàn)從鄰近剖面向該剖面的沿岸輸砂的模擬。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服上述波流水槽的局限性，提供一種用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，能夠在波流水槽中實(shí)現(xiàn)從鄰近剖面向該剖面的沿岸輸砂的模擬，解決堆積性海灘動床模擬的三維問題。為達(dá)到以上目的，本發(fā)明所采用的解決方案是
一種用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，包括第一傳送帶、第二傳送帶、第三傳送帶和擋波板，第一傳送帶、第二傳送帶和第三傳送帶分別沿波流水槽軸向方向安置于波流水槽一側(cè)上部，第一傳送帶、第二傳送帶和第三傳送帶下部分別設(shè)有第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗；擋波板位于第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗與波流水槽主體之間，以減弱第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗對波浪和水流的擾動；擋波板由擋波板主體和平板構(gòu)成，平板位于擋波板主體兩端，所述平板與擋波板之間設(shè)有傾角，兩塊平板的端部與波浪水槽壁搭接，搭接處通過橡膠條密封。本發(fā)明中，所述第一傳送帶、第二傳送帶、第三傳送帶沿波浪水槽軸向的位置可調(diào)，以滿足不同海灘剖面和實(shí)驗(yàn)比尺的要求。本發(fā)明中，所述第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗的高度可調(diào)，以保證在不同水位的實(shí)驗(yàn)條件下，第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗的下部能夠沒入水面以下。本發(fā)明中，所述第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗沿水槽軸向的位置可調(diào)，以滿足不同海灘剖面和實(shí)驗(yàn)比尺的要求。本發(fā)明中，所述擋波板的長度足夠長，并且左右、上下位置可調(diào)，以保證在不同海灘模型大小和不同實(shí)驗(yàn)水位時(shí)能夠隔離水流、波浪主體和第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗。本發(fā)明中，所述擋波板與水槽壁搭接的平板與水槽壁夾角很小(10° ^30° )，以盡量減少擋波板對水流和波浪的擾動。由于采用了上述技術(shù)方案，本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)
解決了波流水槽只能模擬一個(gè)岸灘剖面的局限性，使波流水槽可以模擬堆積性海灘的鄰近剖面向特定剖面的輸砂；
補(bǔ)充速度可調(diào)節(jié)的三個(gè)傳送帶和漏斗組成的模型砂補(bǔ)充裝置，能夠模擬岸灘剖面上部、中部、下部不同量的沿岸輸砂；
三個(gè)漏斗沿水槽軸線方向位置可調(diào)，使得沿岸輸砂模擬裝置能夠模擬不同比尺和岸灘規(guī)模下的堆積性海灘的沿岸輸砂。


圖I為用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置的主視圖。圖2為用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置的俯視圖。圖3為擋波板的主視圖。圖4為擋波板的側(cè)視圖。圖5為擋波板的俯視圖。 圖中標(biāo)號1為第一傳送帶，2為第二傳送帶，3為第三傳送帶，4為第一漏斗，5為第二漏斗，6為第三漏斗,7為擋波板,8為橡膠條,9為平板,10為擋波板主體。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖所示實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。請參閱圖I-圖5，用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖和
工作原理。用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置的結(jié)構(gòu)示意圖如圖I-圖2所示，該沿岸輸砂模擬裝置主要由三大部分組成三個(gè)傳送帶、三個(gè)漏斗和一塊擋波板。第一傳送帶I、第二傳送帶2、第三傳送帶3在水槽一側(cè)沿水槽軸向安置，且平面位置可調(diào)，以滿足不同海灘剖面和實(shí)驗(yàn)比尺的要求。第一傳送帶I、第二傳送帶2、第三傳送帶3帶下面分別安置第一漏斗4、第二漏斗5和第三漏斗6。第一漏斗4、第二漏斗5和第三漏斗6的高度可調(diào)，以保證在不同水位的實(shí)驗(yàn)條件下，第一漏斗4、第二漏斗5和第三漏斗6的下部能夠沒入水面以下；第一漏斗4，第二漏斗5和第三漏斗6沿水槽軸向的位置可調(diào)，以滿足不同海灘剖面和實(shí)驗(yàn)比尺的要求。第一漏斗4，第二漏斗5和第三漏斗6與波流水槽的主體之間安裝擋波板7，用來減弱第一漏斗4，第二漏斗5和第三漏斗6對波浪和水流的擾動。擋波板7的長度足夠長，并且左右、上下位置可調(diào)，以保證在不同海灘模型大小和不同實(shí)驗(yàn)水位時(shí)能夠隔離水流、波浪主體和第一漏斗4、第二漏斗5和第三漏斗6。擋波板主體10的兩端以傾斜的平板9與水槽壁搭接，搭接處以橡膠條8密封，并防止擋波板7對水槽壁的破壞。擋波板7與水槽壁搭接的平板9與水槽壁夾角很小，以盡量減少擋波板對水流和波浪的擾動。下面以圖I所示的水輪機(jī)結(jié)構(gòu)為例解釋水輪機(jī)的工作過程
使用該沿岸輸砂模擬裝置模擬堆積性海灘沿岸輸砂時(shí)，首先根據(jù)要模擬的海灘形狀和模型比尺，設(shè)計(jì)并布置水槽中的海灘模型。然后根據(jù)要模擬地區(qū)的波浪條件、泥沙粒徑條件來計(jì)算輸入該剖面的凈沿岸輸砂率在整個(gè)岸灘剖面上的分布，并將沿剖面分布的沿岸輸砂率概化到岸灘剖面的上部、中部和下部，作為第一傳送帶I、第二傳送帶2、第三傳送帶3運(yùn)送模型砂速率的計(jì)算依據(jù)，然后根據(jù)比尺對三個(gè)傳送帶的輸送模型砂速率進(jìn)行計(jì)算。裝置工作時(shí)，首先按照岸灘剖面形狀、波浪大小和實(shí)驗(yàn)水位調(diào)整第一傳送帶I、第二傳送帶2、第三傳送3、第一漏斗4、第二漏斗5、第三漏斗6以及擋波板7的水平和豎直位置，使得第一漏斗4、第二漏斗5、第三漏斗6均勻的分布于岸灘剖面的上、中、下部，并保證在實(shí)驗(yàn)過程中第一漏斗4、第二漏斗5、第三漏斗6以及擋波板7的下端不會露出水面；然后在波流水槽中造波、造流，待波流穩(wěn)定后，按照計(jì)算好的第一傳送帶I、第二傳送帶2、第三傳送帶3的模型砂輸運(yùn)速率開始運(yùn)送模型砂，模型砂通過第一漏斗4、第二漏斗5、第三漏斗6運(yùn)送至水面以下，在水中散開，然后在波浪和水流的作用下在整個(gè)岸灘模型上重新分布，實(shí)現(xiàn)了堆積性海灘上臨近剖面向該剖面的沿岸輸砂的模擬。上述的對實(shí)施例的描述是為便于該技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員能理解和 應(yīng)用本發(fā)明。熟悉本領(lǐng)域技術(shù)的人員可以容易地對這些實(shí)施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應(yīng)用到其他實(shí)施例中而不必經(jīng)過創(chuàng)造性的勞動。因此，本發(fā)明不限于這里的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明的揭示，對于本發(fā)明做出的改進(jìn)和修改都應(yīng)該在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，其特征在于包括第一傳送帶、第二傳送帶、第三傳送帶和擋波板，第一傳送帶、第二傳送帶和第三傳送帶分別沿波流水槽軸向方向安置于波流水槽一側(cè)上部，第一傳送帶、第二傳送帶和第三傳送帶下部分別設(shè)有第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗；擋波板位于第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗與波流水槽主體之間，以減弱第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗對波浪和水流的擾動；擋波板由擋波板主體和平板構(gòu)成，平板位于擋波板主體兩端，所述平板與擋波板之間設(shè)有傾角，兩塊平板的端部與波浪水槽壁搭接，搭接處通過橡膠條密封。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，其特征在于所述第一傳送帶、第二傳送帶、第三傳送帶沿波浪水槽軸向的位置可調(diào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，其特征在于所述第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗的高度可調(diào)，第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗的下部能 夠沒入水面以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，其特征在于所述第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗沿水槽軸向的位置可調(diào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，其特征在于所述擋波板的長度足夠長，并且左右、上下位置可調(diào)，以保證在不同海灘模型大小和不同實(shí)驗(yàn)水位時(shí)能夠隔離水流、波浪主體和第一漏斗、第二漏斗和第三漏斗。
6.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，其特征在于所述擋波板與水槽壁搭接的平板與水槽壁夾角為10° 30°。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于波流水槽的堆積性海灘沿岸輸砂模擬裝置，在波流水槽中使用，包括第一傳送帶，第二傳送帶，第三傳送帶；所述第一傳送帶，第二傳送帶，第三傳送帶下面分別放置第一漏斗，第二漏斗和第三漏斗；所述第一漏斗，第二漏斗和第三漏斗在波流水槽內(nèi)部靠邊安置；所述第一漏斗，第二漏斗和第三漏斗和波流水槽的主體之間安裝擋波板，用來減少第一漏斗，第二漏斗和第三漏斗對水流和波浪的擾動。本發(fā)明在進(jìn)行動床水槽波流實(shí)驗(yàn)時(shí)能夠在一定程度上克服波流水槽只能解決二維問題的缺點(diǎn)，能夠模擬堆積性海灘的沿岸輸砂的輸入，并能夠模擬剖面上部、中部、下部輸砂來沙量不同的沿岸輸砂。
文檔編號G01M10/00GK102967438SQ20121045381
公開日2013年3月13日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月14日
發(fā)明者匡翠萍, 潘毅, 冒小丹, 胡穎, 黃永輝, 劉鵬晨, 趙旭特, 蘇平 申請人:同濟(jì)大學(xué)