CN104032710B - 变阻尼消波结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供的是一种变阻尼消波结构，包含上支架、下支架和安装在上支架与下支架之间的孔板，所述孔板至少有两个，每个孔板上的孔径大小不等，孔板按照孔径的尺寸由大到小排列。本发明的多孔板所具有的孔径大小不同，孔板与水平面的夹角可以改变，可以适应不同的波长、波高以及不同的波浪，因此本发明的变阻尼消波效果好，适应性好，可广泛应用到多种消波场所。

Description

变阻尼消波结构

技术领域

本发明涉及一种消波结构，尤其涉及一种变阻尼消波结构。

背景技术

目前，水槽中主要的消波装置有圆弧形消波装置、铁丝网阵消波装置和箱式消波装置。对于水深较固定的水槽，圆弧形消波装置具有较好的消波效果。但其装置顶部圆弧弧度不变，所以圆弧形消波装置存在一个消波效果最好的最佳水深。一旦水槽内水深较大的偏离最佳水深，则该装置便无法达到很好的消波效果。对于波浪的波长和波高较固定的水槽，铁丝网阵消波装置具有较好的消波效果。该装置将具有相同透空率的多层铁丝网按照一定间距与水平面成90度立于水槽中，整体装置阻尼不变。若铁丝网透空率过大，则为了达到消波效果需要的消波装置会过长，浪费材料与水槽空间；若铁丝网透空率过小，则波浪的反射率太大，不能满足消波要求。因此，透空率一定的铁丝网阵不能很好的完成不同波长与波高的波浪消波工作。箱式消波装置与铁丝网阵消波装置消波原理相同，亦存在与铁丝网阵消波装置相同的消波缺陷。

中国专利(CN202648556U)公布了一种壁面孔板消波器，主要应用于地下通道爆炸安全防护技术领域，用来削减爆炸所产生的冲击波。所述的消波器包括有消波孔板、支撑杆和导轨，消波孔板通过孔板固定铰与固定在地下通道壁面上的消波器固定组件铰接，支撑杆的一端通过支撑杆固定铰与消波孔板铰接，另一端与设置在导轨上的滑块铰接，在导轨上具有用以限制支撑杆移动范围的前定位阻挡和后定位阻挡。虽然所述消波器结构简单安装方便，但其实针对地下防爆消波领域，并且其孔板上孔径固定不变，孔板位置固定竖直放置，在本发明所涉及的技术领域中不能灵活地根据不同的水深、波高与波长进行调整，不能达到最佳的消波效果。

发明内容

本发明的目的是为了使消波效果提高而提供一种变阻尼消波结构。

本发明的目的是这样实现的：包含上支架、下支架和安装在上支架与下支架之间的孔板，所述孔板至少有两个，每个孔板上的孔径大小不等，孔板按照孔径的尺寸由大到小排列。

本发明还包括这样一些结构特征：

1.孔板铰接安装在上支架与下支架上，还包括与下支架固定连接的底座，还包括角度调节架，角度调节架的一端与底座铰接，角度调节架上设置有凹槽，上支架通过和凹槽匹配的钢管与角度调节架连接。

2.孔板铰接安装在上支架与下支架上，还包括底座，所述底座的两端设置滑道，下支架安装在滑道上，还包括角度调节架，角度调节架的一端与上支架连接，另一端与底座铰接。

3.在上支架和下支架上分别设置相应数量的固定夹，所述孔板铰接安装在上支架与下支架上是指固定夹与上支架或下支架铰接，孔板通过固定夹与上支架和下支架连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明结构简单，使用方便，不受水槽内水深的变化限制，适用性好；多层孔板的孔径由大到小变化，充分利用结构内部空间使波浪相互作用进而消除；可针对波浪的不同波高和波长调节多层孔板的角度实现变阻尼消波，并能改变孔板的有效间距，应用范围广，增强了消波效果，当波长和波高发生变化时，可寻找不同情况下最合适消波角度和有效间距。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2(a)、图2(b)、图2(c)是具有不同尺寸孔径的孔板的结构示意图；

图3(a)是本发明主视图，图3(b)是本发明侧视，图3(c)是本发明俯视图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

如图1和图3(a)、图3(b)、图3(c)所示：本发明包括孔板1、上支架4和下支架8，孔板1安装在上支架4和下支架4中间，并且本发明至少有两个孔板1，构成多层孔板，并且每个孔板上的孔径不同，多层孔板则按照孔径尺寸的不同沿着正对波浪的方向由大到小排列，且孔板与孔板之间有一定的间距。孔板1是铰接安装在上支架4与下支架8上，因此在上支架4和下支架8上设置活动铰链3，活动铰链3均匀对称的安装在下支架8以及上支架4的左右两端，还包括与下支架4固定连接的底座7，还包括角度调节架6，角度调节架6的一端与底座7铰接，另一端与上支架4连接。每层孔板1上下边各固定两个固定夹2，所有的固定夹2与活动铰链3相接，用固定夹2夹住的孔板1的底部与上部，进而实现孔板1通过固定夹2和活动铰链3与上支架4、下支架8的连接，保证孔板1结构稳定性，并实现孔板1角度调节的整体变化。固定夹2与活动铰链3松开后，可以抽出多层孔板中的任意孔板，从而改变孔板1两两之间的有效间距，进而优化整个结构阻尼的排列方式。

本发明的尾部设置有角度调节架6，角度调节架6可固定不同角度的孔板1。上支架4的一端通过钢管5与角度调节架6的一端连接，角度调节架6的另一端与底座7铰接，角度调节架6上设置有凹槽9，凹槽9的大小与钢管5的大小相适应。将与上支架4末端连接的钢管5卡在角度调节架6的不同凹槽9中，可以间断性调节多层孔板的倾斜角度，以适应不同的波长与波高。

下支架8的下方可安置不同高度的底座7，保证实验时产生的波浪处于多层孔板1的消波位置。

可在本发明的底座7上设置与下支架8尺寸对应的滑道，则下支架8安装在滑道上，可以沿着滑道移动，角度调节架6的一端与上支架4连接，另一端与底座1铰接，这种情况下，角度调节架6上可以不设置凹槽9，也即不改变角度调节架6与上支架4的连接位置，而通过下支架8的滑动实现孔板1的有角度倾斜。

如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示：本发明至少有两个孔板1，并且多个孔板1的所具有的孔径大小不同，孔板1按孔径大小以一定间距正对波浪所来方向进行安装，改变孔板1在结构上的安放位置可以调节两两孔板的间距。

本发明通过多种方式实现变阻尼消波，第一，多层孔板1的阻尼通过改变孔径的大小发生变化，多层孔板1的孔径自波浪所来的方向由大到小排列，实现多层孔板1的沿程阻尼由小到大变化，前端采用孔径大阻尼小的孔板以减小对波浪的反射，之后孔板阻尼逐渐增大以增强对波能的消耗，如此层层消波，使得波浪在多层孔板1之间相互作用得以消除。同时，将孔板1倾斜一定角度时，孔板1的最大阻尼方向与波浪传播方向存在一定夹角，则此时倾斜的孔板1不仅能够对波浪在前进方向上的动能进行消耗，而且能够消耗水质点随波做升沉运动所传递的势能，提高了结构的消波能力。第二，通过改变多层孔板1与水平面的夹角以调节本发明整体阻尼的变化，对应不同波高的波浪，可找到其势能消除的最优倾斜角度。另外，改变多层孔板1两两之间的有效间距，可以优化整个结构阻尼的排列方式。如果有效间距过大，则无法消除波长较小的波浪；如果有效间距过小，则波浪的反射会增大，均不利于消波。因此，对应不同波长的波浪，本发明可找到将其分别消除的最合适的有效间距，达到最佳的消波效果。本发明适用性好，底座7可根据实验室水槽高度和试验水深安置合适高度的支撑架，防止孔板1底部高出水面或顶部被淹没，在合适范围内，可适用于多种水深。整体结构的尺寸可以根据不同水槽的大小及其所能够造波的最大波高和波长确定。

本发明不仅可以应用于实验室水槽内，还可以进行海岸的防波工作。较现有的海岸防波装置，本发明将波浪在结构内部消除，既能防止海上波浪对海岸的直接冲击，又能极大地减小波浪的反射，预防其与外部波浪叠加而造成其他危害。

Claims (3)

1.一种变阻尼消波结构，包含上支架、下支架和安装在上支架与下支架之间的孔板，其特征在于：所述孔板至少有两个，每个孔板上的孔径大小不等，孔板按照孔径的尺寸由大到小排列，孔板铰接安装在上支架与下支架上，还包括与下支架固定连接的底座，还包括角度调节架，角度调节架的一端与底座铰接，角度调节架上设置有凹槽，上支架通过和凹槽匹配的钢管与角度调节架连接。

2.一种变阻尼消波结构，包含上支架、下支架和安装在上支架与下支架之间的孔板，其特征在于：所述孔板至少有两个，每个孔板上的孔径大小不等，孔板按照孔径的尺寸由大到小排列，孔板铰接安装在上支架与下支架上，还包括底座，所述底座的两端设置滑道，下支架安装在滑道上，还包括角度调节架，角度调节架的一端与上支架连接，另一端与底座铰接。

3.根据权利要求1或2所述的一种变阻尼消波结构，其特征在于：在上支架和下支架上分别设置相应数量的固定夹，所述孔板铰接安装在上支架与下支架上是指固定夹与上支架或下支架铰接，孔板通过固定夹与上支架和下支架连接。