BE1030909A1 - A deployed wave fragmentation simulation system - Google Patents
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Abstract
Die vorliegende Erfindung offenbart ein eingesetztes Wellenfragmentierungsimulationssystem, das zum technischen Gebiet der Ozeanwellensimulation gehört. Es besteht aus eine Wellenerzeugungsrinne; eine auf der Wellenerzeugungsrinne montierten Simulationseinheit für fragmentierte Wellen; und einer auf der Wellenerzeugungsrinne montierten Einheit zur Aufzeichnung der Wellenoberfläche, die die Wellenbewegungen in der Wellenerzeugungsrinne nach dem Prinzip der optischen Brechung und der Bildanalyse misst, um die Wellenhöhe, das Maximum der Wellenoberfläche und die Periode zu berechnen; und Meeresboden-Topographieneigungs-Simulationseinheit, die sich am Boden der Wellenerzeugungsrinne befindet; und Steuereinheit, die sich an der Außenseite der Wellenerzeugungsrinne befindet. Die Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit überträgt die gesammelten Wellenoberflächenverschiebungsparameter an die Steuereinheit, die die von der Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit gesammelten Wellenoberflächenverschiebungsparameter analysiert und Steueranweisungen an die Simulationseinheit für fragmentierte Wellen und die Meeresboden-Topographieneigungs-Simulationseinheit gibt, um die entsprechenden Parameter entsprechend den Analyseergebnissen anzupassen und den Prozess der Wellenfragmentierung zu simulieren. Die vorliegende Erfindung ermöglicht eine Echtzeitanpassung der Amplitude der Hebe- und Senkbewegungen des Wassertrichters und der Position des Wassertrichters in Wellenerzeugungsrinne, um den Wellenfragmentierungszustand besser zu simulieren.The present invention discloses a deployed wave fragmentation simulation system belonging to the technical field of ocean wave simulation. It is composed of a wave generating trough; a fragmented wave simulation unit mounted on the wave generating trough; and a wave surface recording unit mounted on the wave generating trough, which measures the wave motions in the wave generating trough according to the principle of optical refraction and image analysis to calculate the wave height, wave surface peak and period; and seabed topography slope simulation unit located at the bottom of the wave generating trough; and control unit located at the outside of the wave generating trough. The wave surface recording unit transmits the collected wave surface displacement parameters to the control unit, which analyzes the wave surface displacement parameters collected by the wave surface recording unit and gives control instructions to the fragmented wave simulation unit and the seabed topography slope simulation unit to adjust the corresponding parameters according to the analysis results and simulate the process of wave fragmentation. The present invention enables real-time adjustment of the amplitude of the lifting and lowering movements of the water funnel and the position of the water funnel in the wave generation channel to better simulate the wave fragmentation state.
Description
Ein eingesetztes WellenfragmentierungssimulationssystemA deployed wave fragmentation simulation system
Technische BereicheTechnical areas
Die vorliegende Erfindung gehört zum technischen Gebiet der Ozeanwellensimulation und bezieht sich insbesondere auf ein eingesetztes Wellenfragmentierungssimulationssystem.The present invention belongs to the technical field of ocean wave simulation and particularly relates to a deployed wave fragmentation simulation system.
Technologie im HintergrundTechnology in the background
Mit der zunehmenden Entwicklung der maritimen Transport- und Förderindustrie treten die von diesen Industrien verursachten Ölverschmutzungen auf Ozean häufig auf, und die durch Ölverschmutzungen verursachten Umweltprobleme werden immer gravierender. Um dieWith the increasing development of the maritime transportation and extraction industry, the oil pollutions caused by these industries occur frequently on the ocean, and the environmental problems caused by oil pollution are becoming more and more serious.
Verwitterungs-, Ausbreitungs- und Untertauchprozesse von Offshore-Ölverschmutzungen besser untersuchen zu können und vollständigere, sauberere und effizientereTo better investigate weathering, spreading and submersion processes of offshore oil spills and to develop more complete, cleaner and more efficient
Behandlungsmethoden für Ölverschmutzungen zu entwickeln, spielen die Genauigkeit,To develop treatment methods for oil spills, the accuracy,
Objektivität und Vielfalt von Wellensimulationen eine entscheidende Rolle.Objectivity and diversity of wave simulations play a crucial role.
Der Impulsfluss und der Energiefluss im Wellenfeld gelangen schließlich durchThe momentum flow and the energy flow in the wave field finally pass through
Wellenfragmentierung in den Ozean, was einen wichtigen Einfluss auf die thermodynamische und dynamische Struktur der Ozeanmischschicht hat und den Transport und die Diffusion vonWave fragmentation into the ocean, which has an important influence on the thermodynamic and dynamic structure of the ocean mixed layer and the transport and diffusion of
Ölverschmutzungen im Ozean weiter beeinflusst. Die Stärke und Höhe des Wellenmachers imOil spills in the ocean continue to be affected. The strength and height of the wave maker in the
Stand der Technik kann nicht eingestellt werden, der Wellenzerkleinerungsprozess im natürlichen Zustand kann nicht kontrolliert werden, die Anforderungen desState of the art technology cannot be adjusted, the shaft crushing process in its natural state cannot be controlled, the requirements of the
Simulationsexperiments können nicht erfüllt werden, und der Ölverschmutzungs- oderSimulation experiments cannot be met, and the oil pollution or
Ausbreitungsprozess der Wellenfragmentierung als wichtiger Einflussfaktor kann nicht besser objektiv untersucht werden.The propagation process of wave fragmentation as an important influencing factor cannot be investigated more objectively.
Inhalt der ErfindungContent of the invention
Um die oben genannten Probleme zu lösen, werden in der vorliegenden Erfindung die folgenden technischen Lösungen angewandt: ein eingesetztes Wellenfragmentierungssimulationssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst: eine Wellenerzeugungsrinne; eine Wellenfragmentierungssimulationseinheit, die auf der Wellenerzeugungsrinne montiertet, wird zum Simulieren der durch die vertikale Wirkung der Welle im absteigendenIn order to solve the above problems, the present invention applies the following technical solutions: a deployed wave fragmentation simulation system, characterized in that it comprises: a wave generating trough; a wave fragmentation simulation unit mounted on the wave generating trough is used to simulate the wave fragmentation caused by the vertical action of the wave in the descending
Prozess erzeugten eingesetzte Wellen verwendet;process generated inserted waves used;
Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit, wobei dieWave surface recording unit, wherein the
Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit an der Wellenerzeugungsrinne angebracht ist, wobei die Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit die Wellenoberflächenwelligkeit in derWave surface recording unit is attached to the wave generating trough, wherein the wave surface recording unit records the wave surface waviness in the
Wellenerzeugungsrinne nach dem Prinzip der optischen Brechung und der Bildanalyse misst, um die Wellenhöhe, das Maximum der Wellenoberfläche und die Periode zu berechnen;Wave generation trough measures according to the principle of optical refraction and image analysis to calculate the wave height, the maximum of the wave surface and the period;
Meeresboden- Topographieneigungs-Simulationseinheit, wobei die Einheit zurSeabed topography slope simulation unit, where the unit is
Simulation der Topographieneigung des Meeresbodens am Boden der Wellenerzeugungsrinne angeordnet ist und die Einheit zur Simulation der Topographieneigung des Meeresbodens dieSeabed topography slope simulation unit is located at the bottom of the wave generating channel and the seabed topography slope simulation unit is the
Verformung und den Brechungszustand von Wellen auf verschiedenen sanften Neigungen durch Steuerung der Topographieneigung simuliert.Deformation and refraction state of waves on different gentle slopes are simulated by controlling the topography slope.
Steuereinheit, wobei sich die Steuereinheit an der Außenseite desControl unit, whereby the control unit is located on the outside of the
Wellenerzeugungsgerinnes befindet; die Steuereinheit ist mit derwave generating channel; the control unit is connected to the
Wellenfragmentierungssimulationseinheit, der Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit und der Meeresboden-Topographieneigungs-Simulationseinheit in Signalverbindung.Wave fragmentation simulation unit, wave surface recording unit and seabed topography slope simulation unit in signal connection.
Wobei die Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit die gesammeltenWherein the wave surface recording unit collects the
Wellenoberflächenverschiebungsparameter an die Steuereinheit überträgt, die Steuereinheit die von der Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit gesammeltentransmits wave surface displacement parameters to the control unit, the control unit collects the wave surface recording unit
Wellenoberflächenverschiebungsparameter analysiert und Steueranweisungen an dieWave surface displacement parameters analyzed and control instructions to the
Wellenfragmentierungssimulationseinheit und die Meeresboden-Topographieneigungs-Wave fragmentation simulation unit and the seabed topography slope
Simulationseinheit gibt, um die entsprechenden Parameter entsprechend densimulation unit to set the appropriate parameters according to the
Analyseergebnissen einzustellen, um den Prozess der Wellenfragmentierung zu simulieren.analysis results to simulate the process of wave fragmentation.
Weitergehend, die Wellenfragmentierungssimulationseinheit umfasst:Furthermore, the wave fragmentation simulation unit includes:
Stützhalterung, die am oberen Ende der Wellenerzeugungsrinne gleitend angebracht sind.Support brackets slidably mounted at the upper end of the wave generating trough.
Wassertrichter, wobei der Wassertrichter eine Kehrschaufelstruktur mit einer offenen Oberseite und Vorderseite aufweist; wobei der Wassertrichter in einer wellenbildenden Wassermulde in der Gleitrichtung in Bezug auf die Halterung angeordnet ist.A water funnel, the water funnel having a dustpan structure with an open top and front; the water funnel being arranged in a wave-forming water trough in the sliding direction with respect to the bracket.
Die erste Antriebsbaugruppe, wobei die erste Antriebsbaugruppe an der Stützhalterung angebracht ist, wobei die erste Antriebsbaugruppe in Antriebsverbindung mit der offenenThe first drive assembly, wherein the first drive assembly is mounted to the support bracket, wherein the first drive assembly is in driving connection with the open
Vorderseite des Wassertrichters steht, um den Wassertrichter in eine Hebebewegung in derFront of the water funnel is to make the water funnel in a lifting motion in the
Wellenerzeugungsrinne zu versetzen, und simuliert die Wellenfragmentierung, die durch die vertikale Wirkung der Welle während des Abstiegsprozesses erzeugt wird;wave generation trough and simulates the wave fragmentation generated by the vertical action of the wave during the descent process;
Die zweite Antriebsbaugruppe, wobei die zweite Antriebsbaugruppe an derThe second drive assembly, wherein the second drive assembly is attached to the
Stützhalterung montiert ist, wobei die zweite Antriebsbaugruppe, mit der nicht offenen Seite des hinteren Endes des Wassertrichters verbunden ist, um die Tiefe einzustellen, in der dersupport bracket, the second drive assembly being connected to the non-open side of the rear end of the water funnel to adjust the depth at which the
Wassertrichter unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist.Water funnel is arranged below the liquid level.
Weitergehend, die erste Antriebsbaugruppe einen ersten Antriebsmotor, eineFurthermore, the first drive assembly comprises a first drive motor, a
Verbindungsstange und ein Antriebsrad umfasst, wobei der erste Antriebsmotor an derconnecting rod and a drive wheel, wherein the first drive motor is connected to the
Stützhalterung befestigt ist, das Antriebsrad fest mit dem Antriebsende des erstenSupport bracket is attached, the drive wheel is firmly connected to the drive end of the first
Antriebsmotors verbunden ist, das Antriebsrad mit einem drehbar damit verbundenendrive motor, the drive wheel with a rotatably connected
Exzentersitz versehen ist und das erste Ende der Verbindungsstange an der Halterung befestigt ist. das Antriebsrad mit einem drehbar damit verbundenen Exzentersitz versehen ist, das ersteeccentric seat and the first end of the connecting rod is attached to the bracket. the drive wheel is provided with a rotatably connected eccentric seat, the first
Ende der Gestängestange an dem Exzentersitz befestigt ist, das zweite Ende derend of the link rod is attached to the eccentric seat, the second end of the
Gestängestange an der offenen Vorderseite des Wassertrichters angelenkt ist.The rod is hinged to the open front of the water funnel.
Weitergehend, die zweite Antriebsbaugruppe einen zweiten Antriebsmotor, ein Getriebe und eine Zahnstange umfasst, wobei der zweite Antriebsmotor an der Stützhalterung befestigt ist, das Getriebe fest mit dem Antriebsende des zweiten Antriebsmotors verbunden ist; das erste Ende der Zahnstange am oberen Ende der nicht offenen Seite des hinteren Endes desFurthermore, the second drive assembly comprises a second drive motor, a gear box and a rack, the second drive motor being fixed to the support bracket, the gear box being fixedly connected to the drive end of the second drive motor; the first end of the rack being fixed to the upper end of the non-open side of the rear end of the
Wassertrichters angelenkt ist, wobei das zweite Ende der Zahnstange durch Die Zahnstange ist gleitend mit der Halterung verbunden; das Zahnrad und die Zahnstange sind miteinander verbunden, um die Tiefe des Wassertrichters unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche einzustellen.Water funnel is hinged, the second end of the rack being slidably connected to the bracket; the gear and the rack are connected to each other to adjust the depth of the water funnel below the liquid surface.
Weitergehend, die Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit umfasst:Furthermore, the wave surface recording unit includes:
Eine CCD-Kamera, die senkrecht über die Wellenerzeugungsrinne angebracht ist;A CCD camera mounted vertically above the wave generating trough;
Und gleichmäßige schwarz-weiße Streifen, die am Boden der Wellenerzeugungsrinne angebracht sind;And uniform black and white stripes applied to the bottom of the wave generating trough;
Analysemodul;analysis module;
Wobei die vertikal über die Wellenerzeugungsrinne aufgehängte CCD-Kamera ein Bild der schwarzen und weißen Streifen aufnimmt. Die Brechung des Lichts an der Wasser-Luft-The CCD camera, which is suspended vertically above the wave-generating channel, takes an image of the black and white stripes. The refraction of light at the water-air
Grenzfläche erzeugt ein moduliertes Bild der Streifen, die Hilbert-Transformation kann verwendet werden, um die Variation des Bildes der schwarzen und weißen Streifen zu erhalten, die wiederum die Parameter Wellenhöhe, Maximum der Wellenoberfläche und Periode berechnet und die erfassten Wellenparameter an die Steuereinheit übermittelt.Interface generates a modulated image of the stripes, the Hilbert transform can be used to obtain the variation of the image of the black and white stripes, which in turn calculates the parameters wave height, maximum of the wave surface and period and transmits the acquired wave parameters to the control unit.
Weitergehend, es ferner eine dritte Antriebsbaugruppe umfasst, wobei die dritteFurthermore, it further comprises a third drive assembly, wherein the third
Antriebsbaugruppe einen dritten Antriebsmotor, eine Schraubenbewegungsuntereinheit und eine Halterung umfasst, wobei die Halterung aus zwei Teilen besteht und fest mit den oberenDrive assembly comprises a third drive motor, a screw motion sub-unit and a bracket, wherein the bracket consists of two parts and is fixedly connected to the upper
Enden jeder Seite der Wellenerzeugungsrinne entlang der Gleitrichtung der Stützhalterung verbunden ist, wobei der dritte Antriebsmotor an einer der Halterungen angebracht ist; wobei die der dritte Antriebsmotor ist mit dem Schneckenantrieb verbunden; dieends of each side of the wave generating channel along the sliding direction of the support bracket, wherein the third drive motor is attached to one of the brackets; wherein the third drive motor is connected to the worm drive; the
Schneckenantriebsmutter ist fest mit der Stützhalterung verbunden; der dritte Antriebsmotor treibt die Stützhalterung so an, dass sie durch den Schneckenantrieb relativ zu derWorm drive nut is firmly connected to the support bracket; the third drive motor drives the support bracket so that it is moved by the worm drive relative to the
Wellenerzeugungsrinne gleitet.Wave generating trough slides.
Weitergehend, die Meeresboden-Topographieneigungs-Simulationseinheit einenFurthermore, the seabed topography slope simulation unit
Meeresbodentopographiesimulator mit einer hohen und niedrigen Wellenform umfasst, wobei der Meeresbodentopographiesimulator in einem einstellbaren Winkel am Boden derSeabed topography simulator with a high and low waveform, wherein the seabed topography simulator is mounted at an adjustable angle at the bottom of the
Wellenerzeugungsrinne angebracht ist, um die Meeresbodentopographie mit unterschiedlichenWave generating channel is installed to simulate the seabed topography with different
Neigungen zu simulieren.to simulate inclinations.
Weitergehend, das erste Ende des Meeresbodentopographiesimulators am Boden derFurther, the first end of the seabed topography simulator at the bottom of the
Wellenerzeugungsrinne angelenkt ist und das zweite Ende desWave generating channel is hinged and the second end of the
Meeresbodentopographiesimulators mit dem Boden der Wellenerzeugungsrinne durch einenSeabed topography simulator with the bottom of the wave generating channel by a
Hydraulikzylinder verbunden ist, wobei das feste Ende des Hydraulikzylinders am Boden derHydraulic cylinder, with the fixed end of the hydraulic cylinder at the bottom of the
Wellenerzeugungsrinne angelenkt ist und das Kolbenende des Hydraulikzylinders am zweitenwave generating channel and the piston end of the hydraulic cylinder is attached to the second
Ende des Meeresbodentopographiesimulator angelenkt ist.end of the seabed topography simulator.
Weitergehend, es ferner eine Wasserzirkulationseinheit umfasst, wobei dieFurthermore, it further comprises a water circulation unit, wherein the
Wellenerzeugungsrinne mit einem Wassereinlass am oberen Ende versehen ist; dieWave generating channel is provided with a water inlet at the upper end; the
Wellenerzeugungsrinne mit einem Abflussauslass am unteren Ende versehen ist; dieWave generating channel is provided with a drain outlet at the lower end; the
Wasserzirkulationseinheit mit dem Wassereinlass und dem Abflussauslass verbunden ist, um das Recycling von Wasser in der Wellenerzeugungsrinne zu realisieren.Water circulation unit is connected to the water inlet and the drain outlet to realize the recycling of water in the wave generating trough.
Vorteilhafte Auswirkungen:Beneficial effects:
Die vorliegende Erfindung stellt ein Wellenfragmentierungssimulationssystem bereit, das durch das von der Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit erzeugte Wellendatenerfassung, die durch die gebrochenen Wellenparameter erzeugt und an die Steuereinheit, die Steuereinheit der gebrochenen Wellenparameter zur Datenanalyse übertragen wird, und gemäß denThe present invention provides a wave fragmentation simulation system which is carried out by the wave data acquisition generated by the wave surface recording unit, which is generated by the refracted wave parameters and transmitted to the control unit, the refracted wave parameter control unit for data analysis, and according to the
Analyseergebnissen, um Steueranweisungen an die Wellenfragmentierungssimulationseinheit zu geben, Durch die Echtzeitanpassung der Wellenfragmentierungssimulationseinheit in derAnalysis results to give control instructions to the wave fragmentation simulation unit. By real-time adjustment of the wave fragmentation simulation unit in the
Wassertrichter-Hebebewegungsamplitude und die Position des Wasserdichteres in derWater funnel lifting movement amplitude and the position of the water seal in the
Wellenerzeugungsrinne, kann den Wellenfragmentierungszustand besser simulieren.Wave generation trough, can better simulate the wave fragmentation state.
Darüber hinaus ist es durch die Einrichtung eine Meeresbodensimulationseinheit im wellenbildenden Wasser möglich, so dass die Neigung des Meeresbodengeländes verändert werden kann, und die Meeresbodensituation im realen Zustand zu simulieren, und dieIn addition, by setting up a seabed simulation unit in the wave-forming water, it is possible to change the slope of the seabed terrain and simulate the seabed situation in the real state, and the
Simulationsergebnisse stimmen eher mit dem natürlichen Zustand des Ozeans überein.Simulation results are more consistent with the natural state of the ocean.
IllustrationenIllustrations
Abb. 1 zeigt eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus der vorliegendenFig. 1 shows a schematic representation of the overall structure of the present
Erfindung;Invention;
Abb. 2 zeigt eine TeilvergrôBerung I von Abb. 1; 5 Abb. 3 zeigt eine weitere Ansicht der Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung;Fig. 2 shows a partial enlargement of Fig. 1; 5 Fig. 3 shows another view of the overall structure of the present invention;
Abb. 4 zeigt eine weitere Ansicht der Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung;Fig. 4 shows another view of the overall structure of the present invention;
Abb. 5 zeigt eine Vorderansicht der Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung;Fig. 5 is a front view of the overall structure of the present invention;
Abb. 6 zeigt eine Rechtsansicht der Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung;Fig. 6 shows a right view of the overall structure of the present invention;
Abb. 7 zeigt eine Linksansicht der Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung;Fig. 7 is a left view of the overall structure of the present invention;
Abb. 8 zeigt eine Draufsicht auf die Gesamtstruktur der vorliegenden Erfindung;Fig. 8 is a plan view of the overall structure of the present invention;
Abb. 9 zeigt eine A-A-Schnittansicht in Abb. 8;Fig. 9 shows an A-A sectional view in Fig. 8;
Abb. 10 zeigt eine schematische Darstellung der Kontrollstruktur. 1, Wellenerzeugungsrinne; 2, Stüzthalterung; 3, Getriebe; 4, Zahnstange; 5, zweiterFig. 10 shows a schematic diagram of the control structure. 1, wave generating trough; 2, support bracket; 3, gear; 4, rack; 5, second
Antriebsmotor; 6, erster Antriebsmotor; 7, Wassertrichter; 8, Meeresbodensimulationseinheit; 9, dritter Antriebsmotor; 10, Steuereinheit; 11, Verbindungsstange; 12, Schrauben; 13,drive motor; 6, first drive motor; 7, water funnel; 8, seabed simulation unit; 9, third drive motor; 10, control unit; 11, connecting rod; 12, screws; 13,
Gleitsitz; 14, Gleitschlitz; 15, Antriebsrad; 16, Exzentersitz; 17, Rotationssitz; 18, Drehwelle; 19, Hydraulikzylinder; 20, Wassereinlass; 21, Abflussauslass; 22, CCD-KameraSliding seat; 14, Sliding slot; 15, Drive wheel; 16, Eccentric seat; 17, Rotary seat; 18, Rotary shaft; 19, Hydraulic cylinder; 20, Water inlet; 21, Drain outlet; 22, CCD camera
Spezifische DurchführungSpecific implementation
Ausführungsbeispiel 1Example 1
Siehe die Abb. 1-10. ein eingesetztes Wellenfragmentierungssimulationssystem, dadurch gekennzeichnet, dass es umfasst:See Figures 1-10. a deployed wave fragmentation simulation system, characterized in that it comprises:
Eine Wellenerzeugungsrinne;A wave generating trough;
Eine Wellenfragmentierungssimulationseinheit, die auf der Wellenerzeugungsrinne montiertet, wird zum Simulieren der durch die vertikale Wirkung der Welle im absteigendenA wave fragmentation simulation unit mounted on the wave generating trough is used to simulate the wave fragmentation caused by the vertical action of the wave in the descending
Prozess erzeugten eingesetzte Wellen verwendet;process generated inserted waves used;
Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit, wobei dieWave surface recording unit, wherein the
Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit an der Wellenerzeugungsrinne angebracht ist, wobei die Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit die Wellenoberflächenwelligkeit in derWave surface recording unit is attached to the wave generating trough, wherein the wave surface recording unit records the wave surface waviness in the
Wellenerzeugungsrinne nach dem Prinzip der optischen Brechung und der Bildanalyse misst, um die Wellenhöhe, das Maximum der Wellenoberfläche und die Periode zu berechnen;Wave generation trough measures according to the principle of optical refraction and image analysis to calculate the wave height, the maximum of the wave surface and the period;
Meeresboden- Topographieneigungs-Simulationseinheit, wobei die Einheit zurSeabed topography slope simulation unit, where the unit is
Simulation der Topographieneigung des Meeresbodens am Boden der Wellenerzeugungsrinne angeordnet ist und die Einheit zur Simulation der Topographieneigung des Meeresbodens dieSeabed topography slope simulation unit is located at the bottom of the wave generating channel and the seabed topography slope simulation unit is the
Verformung und den Brechungszustand von Wellen auf verschiedenen sanften Neigungen durch Steuerung der Topographieneigung simuliert.Deformation and refraction state of waves on different gentle slopes are simulated by controlling the topography slope.
Steuereinheit 10, wobei sich die Steuereinheit 10 an der Außenseite desControl unit 10, wherein the control unit 10 is located on the outside of the
Wellenerzeugungsgerinnes 1 befindet; die Steuereinheit 10 ist mit derwave generating channel 1; the control unit 10 is connected to the
Wellenfragmentierungssimulationseinheit, der Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit und der Meeresboden-Topographieneigungs-Simulationseinheit in Signalverbindung.Wave fragmentation simulation unit, wave surface recording unit and seabed topography slope simulation unit in signal connection.
Wobei die Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit die gesammeltenWherein the wave surface recording unit collects the
Wellenoberflächenverschiebungsparameter an die Steuereinheit 10 überträgt, die Steuereinheit 10 die von der Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit gesammeltentransmits wave surface displacement parameters to the control unit 10, the control unit 10 collects the wave surface recording unit
Wellenoberflächenverschiebungsparameter analysiert und Steueranweisungen an dieWave surface displacement parameters analyzed and control instructions to the
Wellenfragmentierungssimulationseinheit und die Meeresboden-Topographieneigungs-Wave fragmentation simulation unit and the seabed topography slope
Simulationseinheit gibt, um die entsprechenden Parameter entsprechend densimulation unit to set the appropriate parameters according to the
Analyseergebnissen einzustellen, um den Prozess der Wellenfragmentierung zu simulieren.analysis results to simulate the process of wave fragmentation.
Die vorliegende Erfindung stellt ein Wellenfragmentierungssimulationssystem bereit, das durch das von der Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit erzeugte Wellendatenerfassung, die durch die gebrochenen Wellenparameter erzeugt und an die Steuereinheit 10, die Steuereinheit 10 der gebrochenen Wellenparameter zur Datenanalyse übertragen wird, und gemäß denThe present invention provides a wave fragmentation simulation system which is carried out by the wave data acquisition generated by the wave surface recording unit, which is generated by the refracted wave parameters and transmitted to the control unit 10, the refracted wave parameter control unit 10 for data analysis, and according to the
Analyseergebnissen, um Steueranweisungen an die Wellenfragmentierungssimulationseinheit zu geben. Die Wellenfragmentierungssimulationseinheit der Hebebewegungsamplitude desanalysis results to give control instructions to the wave fragmentation simulation unit. The wave fragmentation simulation unit of the lifting motion amplitude of the
Wasserdichteres 7 und die Position des Wasserdichteres 7 in der Wellenerzeugungsrinne 1 werden rechtzeitig eingestellt.Waterproofer 7 and the position of the waterproofer 7 in the wave generating trough 1 are adjusted in time.
Ausführungsform 2Embodiment 2
Um die Anforderungen des Simulierens von Wellenfragmentierung mit unterschiedlichenTo meet the requirements of simulating wave fragmentation with different
Intensitäten und unterschiedlichen Wellenhöhen im Labor unter natürlichenIntensities and different wave heights in the laboratory under natural
Meeresbedingungen zu erfüllen, stellt diese Ausführungsbeispiel einen weiteren Aufbau zurTo meet marine conditions, this embodiment represents another structure for
Simulation von fragmentierten Wellen auf der Grundlage von Ausführungsbeispiel 1 ein.Simulation of fragmented waves based on Example 1.
In dieser Ausführungsbeispiel umfasst die Wellenfragmentierungssimulationseinheit:In this embodiment, the wave fragmentation simulation unit comprises:
Stützhalterung 2, die 2 am oberen Ende der Wellenerzeugungsrinne 1 gleitend angebracht sind.Support bracket 2, which are slidably mounted at the upper end of the wave generating trough 1.
Wassertrichter 7, wobei der Wassertrichter 7 eine Kehrschaufelstruktur mit einer offenen Oberseite und Vorderseite aufweist; wobei der Wassertrichter 7 in derWater funnel 7, wherein the water funnel 7 has a dustpan structure with an open top and front; wherein the water funnel 7 in the
Wellenerzeugungsrinne in der Gleitrichtung in Bezug auf die Halterung 2 angeordnet ist.Wave generating groove is arranged in the sliding direction with respect to the bracket 2.
Die erste Antriebsbaugruppe, wobei die erste Antriebsbaugruppe an der Stützhalterung 2 angebracht ist, wobei die erste Antriebsbaugruppe in Antriebsverbindung mit der offenenThe first drive assembly, wherein the first drive assembly is mounted on the support bracket 2, wherein the first drive assembly is in driving connection with the open
Vorderseite des Wassertrichters 7 steht, um den Wassertrichter 7 in eine Hebebewegung in derFront of the water funnel 7 is in order to move the water funnel 7 in a lifting motion in the
Wellenerzeugungsrinne 1 zu versetzen, und simuliert die Wellenfragmentierung, die durch die vertikale Wirkung der Welle während des Abstiegsprozesses erzeugt wird;Wave generation trough 1 and simulates the wave fragmentation generated by the vertical action of the wave during the descent process;
Die zweite Antriebsbaugruppe, wobei die zweite Antriebsbaugruppe an derThe second drive assembly, wherein the second drive assembly is attached to the
Stützhalterung 2 montiert ist, wobei die zweite Antriebsbaugruppe, mit der nicht offenen Seite des hinteren Endes des Wassertrichters 7 verbunden ist, um die Tiefe einzustellen, in der derSupport bracket 2 is mounted, the second drive assembly being connected to the non-open side of the rear end of the water funnel 7 to adjust the depth at which the
Wassertrichter 7 unterhalb des Flüssigkeitsspiegels angeordnet ist.Water funnel 7 is arranged below the liquid level.
In dieser Ausführungsbeispiel umfasst die erste Antriebsbaugruppe einen erstenIn this embodiment, the first drive assembly comprises a first
Antriebsmotor 6, eine Verbindungsstange 11 und ein Antriebsrad 15, wobei der ersteDrive motor 6, a connecting rod 11 and a drive wheel 15, the first
Antriebsmotor 6 an der Stützhalterung 2 befestigt ist, das Antriebsrad 15 fest mit demDrive motor 6 is attached to the support bracket 2, the drive wheel 15 is firmly connected to the
Antriebsende des ersten Antriebsmotors 6 verbunden ist, das Antriebsrad 15 mit einem drehbar damit verbundenen Exzentersitz 16 versehen ist und das erste Ende der Verbindungsstange 11 an der Halterung befestigt ist. das Antriebsrad mit einem drehbar damit verbundenendrive end of the first drive motor 6, the drive wheel 15 is provided with an eccentric seat 16 rotatably connected thereto and the first end of the connecting rod 11 is fastened to the bracket. the drive wheel with a rotatably connected thereto
Exzentersitz 16 versehen ist, das erste Ende der Verbindungsstange 11 an dem Exzentersitz befestigt ist, das zweite Ende der Verbindungsstange 11 an der offenen Vorderseite desEccentric seat 16, the first end of the connecting rod 11 is attached to the eccentric seat, the second end of the connecting rod 11 is attached to the open front of the
Wassertrichters 7 angelenkt ist.water funnel 7 is hinged.
Das zweite Ende der Verbindungsstange 11 ist fest mit dem Rotationssitz 17 verbunden, der Rotationssitz 17 ist mit einer Drehwelle 18 versehen, das vordere Ende des Wassertrichters 7 ist an der offenen Seite mit einer Hülse versehen, und die Hülse ist an der Außenseite derThe second end of the connecting rod 11 is fixedly connected to the rotary seat 17, the rotary seat 17 is provided with a rotary shaft 18, the front end of the water funnel 7 is provided with a sleeve on the open side, and the sleeve is on the outside of the
Drehwelle 18 eingerastet.Rotating shaft 18 engaged.
In dieser Ausführungsbeispiel umfasst die zweite Antriebsbaugruppe einen zweitenIn this embodiment, the second drive assembly comprises a second
Antriebsmotor 5, ein Getriebe 3 und eine Zahnstange 4, wobei der zweite Antriebsmotor 5 an der Stützhalterung 2 befestigt ist, das Getriebe 3 fest mit dem Antriebsende des zweitenDrive motor 5, a gear 3 and a rack 4, wherein the second drive motor 5 is attached to the support bracket 2, the gear 3 is fixedly connected to the drive end of the second
Antriebsmotors 5 verbunden ist; das erste Ende der Zahnstange 4 am oberen Ende der nicht offenen Seite des hinteren Endes des Wassertrichters 7 angelenkt ist, das zweite Ende derdrive motor 5; the first end of the rack 4 is hinged to the upper end of the non-open side of the rear end of the water funnel 7, the second end of the
Zahnstange 4 geht durch den Stützhalterung 2 hindurch und erstreckt sich bis zur Außenseite der Stützhalterung 2, die Zahnstange 4 ist gleitend mit dem Stützhalterung 2 verbunden; dasRack 4 passes through the support bracket 2 and extends to the outside of the support bracket 2, the rack 4 is slidably connected to the support bracket 2; the
Zahnrad 3 und die Zahnstange 4 sind miteinander verbunden, um die Tiefe des Wassertrichters 7 unterhalb der Flüssigkeitsoberfläche einzustellen.Gear 3 and rack 4 are connected to each other to adjust the depth of the water funnel 7 below the liquid surface.
Das in dieser Ausführungsbeispiel vorgeseheneThe one provided in this embodiment
Wellenfragmentierungssimulationssystem wird durch das Antriebsrad 15 angetrieben, das dieWave fragmentation simulation system is driven by the drive wheel 15, which
Verbindungsstange 11 antreibt. Die Verbindungsstange 11 steuert den untergetauchtenConnecting rod 11 drives the submerged
Wassertrichter 7 so, dass er eine bestimmte Wassermenge mit einer bestimmten Frequenz auf eine bestimmte Höhe anhebt und dann das Wasser von oben nach unten überläuft, um es wieder in den Wellenerzeugungsrinne einzuspritzen, wodurch die fragmentierte Welle simuliert wird, die durch die vertikale Wirkung der Welle während des Abstiegs erzeugt wird. Das Volumen der Wassertrichter 7 und die Frequenz des Motors können je nach den spezifischenWater funnel 7 so that it raises a certain amount of water to a certain height at a certain frequency and then overflows the water from top to bottom to inject it back into the wave generating trough, simulating the fragmented wave generated by the vertical action of the wave during descent. The volume of the water funnel 7 and the frequency of the motor can be changed according to the specific
Anforderungen der experimentellen Wellenbedingungen eingestellt werden, um unterschiedliche Frequenzen, Höhen und Energien der eingesetzte Wellenfragmentierung zu erzeugen und so den Anforderungen der Simulation der tatsächlichen Wellenbedingungen desRequirements of the experimental wave conditions to generate different frequencies, heights and energies of the wave fragmentation used and thus meet the requirements of simulating the actual wave conditions of the
Ozeans zu erfüllen.Ocean.
Ausführungsform 3Embodiment 3
Um die Anforderungen des Simulierens von Wellenfragmentierung mit unterschiedlichenTo meet the requirements of simulating wave fragmentation with different
Intensitäten und unterschiedlichen Wellenhöhen im Labor unter natürlichenIntensities and different wave heights in the laboratory under natural
Meeresbedingungen zu erfüllen, stellt diese Ausführungsbeispiel einen weiteren Aufbau fürTo meet marine conditions, this embodiment represents another structure for
Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit auf der Grundlage von Ausführungsbeispiel 2 ein.Wave surface recording unit based on Embodiment 2.
In dieser Ausführungsbeispiel umfasst die Wellenoberflächenaufzeichnungseinheit:In this embodiment, the wave surface recording unit comprises:
Eine CCD-Kamera 22, die senkrecht über die Wellenerzeugungsrinne 1 angebracht ist;A CCD camera 22 mounted vertically above the wave generating trough 1;
Und gleichmäßige schwarz-weiße Streifen, die am Boden der Wellenerzeugungsrinne 1 angebracht sind;And uniform black and white stripes attached to the bottom of the wave generating trough 1;
Analysemodul;analysis module;
Wobei die vertikal über die Wellenerzeugungsrinne aufgehängte CCD-Kamera 22 einThe CCD camera 22, which is suspended vertically above the wave generating channel,
Bild der schwarzen und weißen Streifen aufnimmt. Die Brechung des Lichts an der Wasser-image of the black and white stripes. The refraction of light at the water
Luft-Grenzfläche erzeugt ein moduliertes Bild der Streifen, die Hilbert-Transformation kann verwendet werden, um die Variation des Bildes der schwarzen und weißen Streifen zu erhalten, die wiederum die Parameter Wellenhöhe, Maximum der Wellenoberfläche und Periode berechnet und die erfassten Wellenparameter an die Steuereinheit 10 übermittelt.Air interface produces a modulated image of the stripes, the Hilbert transform can be used to obtain the variation of the image of the black and white stripes, which in turn calculates the parameters wave height, maximum of the wave surface and period and transmits the detected wave parameters to the control unit 10.
In dieser Ausführungsbeispiel ist die CCD-Kamera 22 wasserdicht.In this embodiment, the CCD camera 22 is waterproof.
Ausführungsbeispiel 4Example 4
Um die natürlichen Bedingungen des Ozeans im Labor simulieren zu können, ist in dieserIn order to simulate the natural conditions of the ocean in the laboratory, this
Ausführungsbeispiel eine weitere Einrichtung für die Simulation der Meeresbodentopographie gemäß Ausführungsbeispiel 3 vorgesehen.Embodiment 3 provides a further device for simulating the seabed topography.
In dieser Ausführungsbeispiel ist das obere Ende der Wellenerzeugungsrinne 1 mit einemIn this embodiment, the upper end of the wave generating channel 1 is provided with a
Gleitschlitz 14 versehen, und die Stützhalterung 2 ist mit einem Gleitblock versehen, wobei der Gleitblock gleitend mit dem Gleitschlitz zusammenwirkt.sliding slot 14, and the support bracket 2 is provided with a sliding block, wherein the sliding block slidably cooperates with the sliding slot.
In dieser Ausführungsbeispiel umfasst Meeresboden-Topographieneigungs-In this embodiment, seafloor topography slope
Simulationseinheit einen Meeresbodentopographiesimulator 8 mit einer hohen und niedrigenSimulation unit a seabed topography simulator 8 with a high and low
Wellenform, wobei der Meeresbodentopographiesimulator 8 in einem einstellbaren Winkel amWaveform, with the seabed topography simulator 8 at an adjustable angle on the
Boden der Wellenerzeugungsrinne 1 angebracht ist, um die Meeresbodentopographie mit unterschiedlichen Neigungen zu simulieren.bottom of the wave generation channel 1 to simulate the seabed topography with different slopes.
Das erste Ende des Meeresbodentopographiesimulators 8 am Boden derThe first end of the Seabed Topography Simulator 8 at the bottom of the
Wellenerzeugungsrinne 1 angelenkt ist und das zweite Ende desWave generating channel 1 is hinged and the second end of the
Meeresbodentopographiesimulators 8 mit dem Boden der Wellenerzeugungsrinne 1 durch einen Hydraulikzylinder 19 verbunden ist, wobei das feste Ende des Hydraulikzylinders 19 amSeabed topography simulator 8 is connected to the bottom of the wave generating channel 1 by a hydraulic cylinder 19, the fixed end of the hydraulic cylinder 19 being
Boden der Wellenerzeugungsrinne 1 angelenkt ist und das Kolbenende des Hydraulikzylinders 19 am zweiten Ende des Meeresbodentopographiesimulator 8 angelenkt ist. Derbottom of the wave generating channel 1 and the piston end of the hydraulic cylinder 19 is hinged to the second end of the seabed topography simulator 8. The
Hydraulikzylinder 19 sollte wasserdicht sein.Hydraulic cylinder 19 should be waterproof.
Das in dieser Ausführungsbeispiel vorgeseheneThe one provided in this embodiment
Wellenfragmentierungssimulationssystem umfasst auBerdem eine dritte Antriebsbaugruppe, wobei die dritte Antriebsbaugruppe einen dritten Antriebsmotor 9 , eineWave fragmentation simulation system further comprises a third drive assembly, wherein the third drive assembly comprises a third drive motor 9, a
Schraubenbewegungsuntereinheit und eine Halterung umfasst, wobei die Halterung aus zweiscrew movement sub-unit and a holder, wherein the holder consists of two
Teilen besteht und fest mit den oberen Enden jeder Seite der Wellenerzeugungsrinne 1 entlang der Gleitrichtung der Stützhalterung 2 verbunden ist, wobei der dritte Antriebsmotor 9 an einer der Halterungen befestigt ist; die Schraube 12 der Schraubenbewegungseinheit ist drehbar mit der Halterung verbunden; der dritte Antriebsmotor 9 ist mit dem Antrieb der Schraube 12 verbunden, die Schneckenantriebsmutter ist fest mit der Stützhalterung 2 verbunden; der dritteparts and is fixedly connected to the upper ends of each side of the wave generating trough 1 along the sliding direction of the support bracket 2, the third drive motor 9 is fixed to one of the brackets; the screw 12 of the screw movement unit is rotatably connected to the bracket; the third drive motor 9 is connected to the drive of the screw 12, the worm drive nut is fixedly connected to the support bracket 2; the third
Antriebsmotor 9 treibt die Stützhalterung 2 so an, dass sie durch den Schneckenantrieb relativ zu der Wellenerzeugungsrinne 1 gleitet.Drive motor 9 drives the support bracket 2 so that it slides relative to the wave generating trough 1 through the worm drive.
Dabei ist der Stützhalterung 2 fest mit dem Gleitsitz 13 verbunden, und dieThe support bracket 2 is firmly connected to the sliding seat 13, and the
Schneckenantriebsmutter ist auf dem Gleitsitz 13 montiert.Worm drive nut is mounted on the sliding seat 13.
In dieser Ausführungsbeispiel kann die dritte Antriebsbaugruppe die Position derIn this embodiment, the third drive assembly can control the position of the
Stützhalterung 2 relativ zur Wellenerzeugungsrinne 1 steuern, d. h. die relative Position, der vom Wassertrichter 7 erzeugten Welle kann, je nach Bedarf verändert werden, und sie erleichtert auch den Aus- und Einbau des Meeresbodentopographiesimulators 8, wenn er je nach Umtauschsbedarf durch eine andere Form ersetzt werden soll.Support bracket 2 relative to the wave generation channel 1, i.e. the relative position of the wave generated by the water funnel 7 can be changed as required, and it also facilitates the removal and installation of the seabed topography simulator 8 if it is to be replaced by another shape depending on the exchange requirement.
Das in dieser Ausführungsbeispiel vorgeseheneThe one provided in this embodiment
Wellenfragmentierungssimulationssystem umfasst auBerdem eine Wasserzirkulationseinheit, wobei das obere Ende der Wellenerzeugungsrinne 1 mit einem Wassereinlass 20 und das untereWave fragmentation simulation system further comprises a water circulation unit, wherein the upper end of the wave generation channel 1 is provided with a water inlet 20 and the lower
Ende der Wellenerzeugungsrinne 1 mit einem Abflussauslass 21 versehen ist. Dieend of the wave generating channel 1 is provided with a drain outlet 21. The
Wasserzirkulationseinheit mit dem Wassereinlass 20 und dem Abflussauslass 21 verbunden ist, um das Recycling von Wasser in der Wellenerzeugungsrinne 1 zu realisieren.Water circulation unit is connected to the water inlet 20 and the drain outlet 21 to realize the recycling of water in the wave generating trough 1.
Die vorstehenden Ausführungen stellen nur eine bevorzugte Ausführungsbeispiel derThe above statements represent only a preferred embodiment of the
Erfindung dar und schränken den technischen Anwendungsbereich der Erfindung in keinerinvention and do not limit the technical scope of the invention in any way.
Weise ein, so dass alle geringfügigen Modifikationen, gleichwertigen Änderungen undway so that all minor modifications, equivalent changes and
Modifikationen, die an den vorstehenden Ausführungsbeispiel gemäß dem technischen Inhalt der Erfindung vorgenommen werden, noch im Rahmen der technischen Lösung der vorliegenden Erfindung liegen.Modifications made to the above embodiment according to the technical content of the invention are still within the scope of the technical solution of the present invention.
Claims (10)
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Applications Claiming Priority (1)
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| BE20225762A BE1030909B1 (en) | 2022-09-23 | 2022-09-23 | A deployed wave fragmentation simulation system |
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| BE1030909B1 BE1030909B1 (en) | 2024-04-22 |
Family
ID=83508678
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