CN106053013A - 一种新型板后消波装置 - Google Patents

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赵小仨
裴志勇
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Abstract

本发明公开的新型板后消波装置是一种由边板(4)、拉杆(5)和多个导流板组成的半开放式板后消波装置，用于引导波浪水槽(14)中造波板(13)后面的波浪沿着导流板之间的空腔流动。本发明不仅可以有效的抑制后池壁造成的二次或多次反射波问题，而且也会缓解板后波浪的抨击与飞溅现象，消波效果好，且对于不同周期的波浪，都能很好地抑制后池壁的反射现象，设备体积小，易于安装，能够满足实验室造波水槽的需求。

Description

一种新型板后消波装置
技术领域
本发明涉及消波装置，特别是一种适用于造波板板后被动消波的消波装置。
背景技术
在波浪水槽内采用物理模型试验研究，可以通过测量模型的受力对实体装置的性能做出定量的分析，并且结果可靠。这样既能节约开支，又能保证实体装置海试的安全性和可靠性。在波浪水槽中，造波机是必不可少的设备，它的主要功能是用来生成波浪。但是波浪水槽的边界会使波浪产生反射，反射波在造波板和边界之间往复运动，形成二次和多次反射波。
若造波板后不设消波设施，由造波板运动产生的波浪在后池壁的作用下形成反射波，该反射波将在后池壁和造波板之间往复运动。这会导致造波机损耗一部分功率用来抵抗板后的反射波，使造波机的最大造波能力下降，同时也带来抨击和飞溅现象。
目前，国内外波浪水槽中的板后消波大多为斜坡式，所用材料以碎石最为普遍。斜坡式消波的特点是：坡度越平缓，消波效果越好。因此，斜坡式消波需要占据较大的水槽长度。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是：提供一种消波效果好的新型板后消波装置，该装置对于不同工况的波浪，不同的工作水深，都能很好的抑制后池壁的反射现象，且该装置体积小，易于安装。
本发明解决其技术问题采用以下的技术方案：
本发明提供的新型板后消波装置，是一种由边板、拉杆和多个导流板组成的半开放式板后消波装置，用于引导波浪水槽中造波板后面的波浪沿着导流板之间的空腔流动。
所述的多个导流板，均由依次焊接相连的竖直面板、半圆形弯板和水平面板组成。
所述的边板有两块，其作为纵向骨架，多个导流板焊接在两边板之间，使导流板之间形成了由水平空腔和竖直空腔组成的L形空腔，实现分流耗能的目的。
所述的水平空腔主要用来引导水流进入导流板中由半圆形弯板构成的半圆形弯道，水流沿着半圆形弯道流动，在半圆形弯板的作用下发生180度的折返运动，然后，部分水流受重力作用自由下落，部分水流抨击在前方导流板上，部分水流在竖直空腔内上下运动。
所述的边板端部有圆弧倒角，其下边缘同时靠于水槽的后池壁和池底上。
所述的拉杆，其一端通过螺栓与边板的上端铰接相连；其另一端通过螺栓固定在水槽的后池壁上或后池壁的钢板上。
本发明提供的上述的新型板后消波装置，其用途是：该新型板后消波装置在对实验室造波水槽中的板后消波中的应用。
应用时，该新型板后消波装置斜置于造波板与后池壁之间，用于抑制后池壁的反射现象。
所述的边板紧贴于造波水槽的两侧池壁，且边板的下端紧靠于造波水槽的后池壁和池底。
所述的边板与后池壁通过拉杆固定连接。
本发明与现有技术相比具有以下主要的优点：
1.由造波板运动产生的波浪向后池壁方向传播至本消波装置的导流板，波浪被导流板分成多股水流，阻止谐振的产生，达到削弱波浪总能量的目的。
2.接近水面的水流在半圆形弯板的作用下作180度的折返，避免水流拍击向上冲击出水面产生很高的飞溅，又由于导流板的高度从造波板方向至后池壁方向依次降低，因此能够适应不同波长的波浪，同时适应水深的变化，被分流的波浪不会对造波板造成抨击，波浪的水平来回反射转换为水位的垂直上升下降，也就不会降低造波机的最大造波能力。
3.不仅可以有效的抑制后池壁造成的二次或多次反射波问题，而且也会缓解板后波浪的抨击与飞溅现象。因此，本发明消波效果好，且对于不同周期的波浪，都能很好地抑制后池壁的反射现象，设备体积小，易于安装，能够满足实验室造波水槽的需求。
附图说明
图1是板后消波装置的侧视图。
图2是板后消波装置的俯视图。
图3和图4是板后消波装置的工作原理图。
图中：1.竖直面板，2.半圆形弯板，3.水平面板，4.边板，5.拉杆，6.螺栓，7.螺栓，8.L形空腔，9.后池壁，10.池底，11.侧池壁，12.静水面，13.造波板，14.水槽，15.造波机。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步说明。
本发明提供的新型板后消波装置，其结构如图1至图2所示，是一种由边板4、拉杆5和多个导流板组成的半开放式板后消波装置。
所述的多个导流板，均由依次焊接相连的竖直面板1、半圆形弯板2和水平面板3组成。所述导流板的左右两端均分别与两边板4焊接，可有效的引导造波板13后面的波浪沿着导流板流动。边板4与后池壁9通过拉杆5固定连接。
所述的导流板，其个数可根据水槽14中静水面12的高度确定。
所述的边板4有两块，其作为纵向骨架，各导流板焊接在两边板之间，使各导流板之间形成了L形空腔8，这些L形空腔的腔体主要用来引导水流进入由半圆形弯板2构成的半圆形弯道，使水流沿弯道流动，经过180度的折返，部分水流受重力作用自由下落，部分水流抨击在前方导流板上，部分水流在竖直空腔内上下运动。边板4端部有圆弧倒角，安装时边板4下边缘同时靠于水槽14的后池壁9和池底10。此种结构形式简单，易于制造。
上述导流板的工作原理是：(1)水平面板：造波水槽中的板后波浪被多个水平面板分割为多股水流，分别流入不同的水平空腔内，削弱波浪的总能量。(2)半圆形弯板：水流流经水平空腔后沿半圆形弯板流动，经180度折返，部分水流受重力作用自由下落，抨击破碎削减能量，部分水流抨击在前方导流板上，破碎后削减能量，部分水流在竖直空腔内上下运动。(3)竖直面板：由于竖直面板的高度从造波板至后池壁方向逐渐降低，因此在竖直空腔内上下运动的水流不会飞溅至造波板处，这部分水流大部分仍在空腔内来回运动，逐渐消耗能量。
所述的拉杆5，其一端通过螺栓7与边板4的上端铰接相连；其另一端通过螺栓6固定在后池壁9的钢板上，若后池壁没有钢板，可通过螺栓直接固定在池壁上。拉杆5的长度根据造波板13与后池壁9的距离而定。使用拉杆5固定该消波装置，安装方便。
本发明提供的新型板后消波装置，如图3所示，斜置于造波板13与后池壁9之间，用于抑制后池壁的反射现象。其中，两边板4分别紧贴于水槽14的两侧池壁11，且边板4的下端紧靠于后池壁9和池底10。
本发明提供的上述新型板后消波装置，其工作过程如下：
由造波机15带动造波板13运动产生向后池壁9传播的波浪运动至本消波装置的导流板，该波浪被导流板沿垂向分成多股水流，起到削弱波浪总能量的作用；由于导流板的高度从造波板13方向至后池壁9方向依次降低，因此能够适应不同周期的波浪和不同水深的变化，被分流的波浪由于本装置的导流作用不会运动至来波方向，半圆形弯板2防止了水面水流的飞溅，竖直面板1阻挡了波浪的水平传递运动，水平面板3阻挡了波浪质点的上下运动，从而波浪的运动转换为水位的升降，反射被大大减弱，不再对后池壁9和造波板13造成抨击。
以上所述，仅为本发明较佳实施例，不能以此限定本发明实施范围，即依本发明申请专利范围及说明书内容所作的等效于修饰，皆应属于本发明涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种新型板后消波装置，其特征是一种由边板(4)、拉杆(5)和多个导流板组成的半开放式板后消波装置，用于引导波浪水槽(14)中造波板(13)后面的波浪沿着导流板之间的空腔流动。
2.根据权利要求1所述的新型板后消波装置，其特征在于所述的多个导流板，均由依次焊接相连的竖直面板(1)、半圆形弯板(2)和水平面板(3)组成。
3.根据权利要求1所述的新型板后消波装置，其特征在于所述的边板(4)有两块，其作为纵向骨架，多个导流板焊接在两边板之间，使导流板之间形成了由水平空腔和竖直空腔组成的L形空腔(8)，实现分流耗能的目的。
4.根据权利要求3所述的新型板后消波装置，其特征在于所述的水平空腔主要用来引导水流进入导流板中由半圆形弯板(2)构成的半圆形弯道，水流沿着半圆形弯道流动，在半圆形弯板(2)的作用下发生180度的折返运动，然后，部分水流受重力作用自由下落，部分水流抨击在前方导流板上，部分水流在竖直空腔内上下运动。
5.根据权利要求3所述的新型板后消波装置，其特征在于所述的边板(4)端部有圆弧倒角，其下边缘同时靠于水槽(14)的后池壁(9)和池底(10)上。
6.根据权利要求1所述的新型板后消波装置，其特征在于所述的拉杆(5)，其一端通过螺栓与边板(4)的上端铰接相连；其另一端通过螺栓固定在水槽(14)的后池壁(9)上或后池壁(9)的钢板上。
7.根据权利要求1至6任一所述新型板后消波装置的用途，其特征在于该新型板后消波装置在对实验室造波水槽中的板后消波中的应用。
8.根据权利要求7所述的用途，其特征在于该新型板后消波装置斜置于造波板(13)与后池壁(9)之间，用于抑制后池壁的反射现象。
9.根据权利要求8所述的用途，其特征在于所述的边板(4)紧贴于造波水槽的两侧池壁(11)，且边板(4)的下端紧靠于造波水槽的后池壁(9)和池底(10)。
10.根据权利要求9所述的用途，其特征在于所述的边板(4)与后池壁(9)通过拉杆(5)固定连接。
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