CN107178063A - 一种可旋转管道消波装置及消波方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可旋转管道消波装置及方法，装置包括消波室，所述消波室为具有一迎浪的斜面的独立区域，消波室内设置有多个消波管，消波管通过转动轴固定在消波室，且消波管的一端设置于斜面上，另一端延伸至消波室内，且消波室该侧设置有缓冲屏，所述消波室背面设置有反射消波板；消波管、缓冲屏和反射消波板上均设置有消波孔。本发明具有消波效果好，反射系数低且稳定，使用波况区间广，调节方便的特点，能满足实验室小型造波水槽的需求。
Description
技术领域
本发明涉及一种可旋转管道消波装置及消波方法。
背景技术
目前，我国很多的设施建设在水下，或者依水而建，例如港口码头建设在河边、近海油气开发设备建设在浅水海岸。然而河岸、海岸地层长期浸在水下，由于河床、海床地质条件和水况的复杂性，使设施安全性经常受到严重威胁，例如发生海底边坡滑坡可能引起油气开发钻井平台的倾复、海底铺设的输油管道被切断等，还可能导致巨大破坏性的海啸。因此应当对海底边坡滑坡的机理、地质风险及预防引起足够的重视。
在波浪实验室内采用物理模型实验研究，不仅有利于测算和优化采能装置的效率，缩短优化时间，节约开支，而且保证了实验安全，提高了数据分析的可靠性。但波浪水槽和多功能水池内直立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。反射波对实验所设定的波浪不断干扰，相互叠加，形成非常复杂的波系，而该反射波在自然界是不存在的。二次反射因而影响了实验的精度，必须消除。另外，实验间被扰动的水需要较长时间才能平静下来，浪费了宝贵的实验时间，提高了成本。但为了消除反射波的影响，提高实验精度，必须在造波水槽中安装消波装置。
发明内容
本发明为了解决上述问题，提出了一种可旋转管道消波装置及消波方法，本发明能够利用造波水槽的旋转管道辅助消波，具有消波效果好，反射系数低且稳定，使用波况区间广，调节方便的特点，能满足实验室小型造波水槽的需求。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种可旋转管道消波装置，包括消波室，所述消波室为具有一迎浪的斜面的独立区域，所述消波室内设置有多个消波管，消波管通过转动轴固定在消波室，且消波管的一端设置于斜面上，另一端延伸至消波室内，且消波室该侧设置有缓冲屏，所述消波室背面设置有反射消波板；
所述消波管、缓冲屏和反射消波板上均设置有消波孔。
进一步的，所述消波管为一具有弧度的管，其设置在斜面的迎浪面为方形。
进一步的，所述消波管呈阵列分布，且每列包括多排消波管形成一组，且每组消波管之间留有空隙。
进一步的，消波管下部各侧面设置有消波孔，且消波孔均匀分布。
进一步的，所述消波管与消波室的设置角度可调。
进一步的，所述缓冲屏为一具有弧度的板，上面设置有多个消波孔，且缓冲屏向下凹，且缓冲屏设置于消波管的末端。
所述反射消波板上设置有均匀分布的消波孔。
所述消波孔为圆孔。
基于上述消波装置的消波方法，波浪通过迎浪面进入消波室，通过消波管的正面一级消波，使进管水流扩散，缓冲屏的二级消波，消除进入消波室水的波动影响，反射消波板的三级辅助消波，消除正面波浪的爬高和冲击波能。
波浪首先传播至消波管，沿消波管向内流动，部分通过消波管下部消波孔扩散；爬高的波浪，部分波能在爬高中损耗，部分则越过消波装置。
流过消波管的波浪向下运动，到达缓冲屏，大部分穿过缓冲屏上的消波孔，小部分被反射回去，越过消波装置的波浪再次反射回来时，会到达消波室背部反射消波板，消除反射的波能。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明中采用消波管、缓冲屏、反射消波板三部分相结合的方法，通过消波管的正面一级消波、缓冲屏的二级消波、反射消波板的三级辅助消波，很好的消除了正面波浪的爬高和冲击波能，也最大程度上降低了反射波的影响，达到很好的效果。它具有消波效果好，反射系数低且稳定，使用波况区间广，调节方便的特点，能满足实验室小型造波水槽的需求。
附图说明
构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本申请的进一步理解，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。
图1为消波装置整体示意图；
图2为缓冲屏示意图；
图3为反射消波板示意图；
图4为消波管示意图；
图5为转动轴示意图；
其中，(1)消波室，(2)消波管，(3)转动旋钮，(4)转动轴，(5)缓冲屏，(6)消波孔，(7)反射消波板。
具体实施方式：
下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。
应该指出，以下详细说明都是例示性的，旨在对本申请提供进一步的说明。除非另有指明，本文使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。
需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
正如背景技术所介绍的，现有技术中存在在波浪实验时被扰动的水需要较长时间才能平静下来，浪费了宝贵的实验时间的不足，为了解决如上的技术问题，本申请提出了一种水下边坡模型相似实验中的消波装置。
本申请的一种典型的实施方式中，如图1所示，一种水下边坡模型相似实验中的消波装置，包括(1)消波室，(2)消波管，(3)转动旋钮，(4)转动轴，(5)缓冲屏，(6)消波孔，(7)反射消波板。每四排消波管为一列，共12排消波管；消波管通过转动轴固定、转动旋钮调节转动角度，消波管为方筒管，下部各侧面设有消波孔，使进管水流扩散；消波管下面设有一块缓冲屏，缓冲屏为一块向下凹的面板，上面同样设有消波孔，进一步消除进入消波室水的波动影响；反射消波板位于消波装置背部，用于消除越过消波装置反弹的波浪。
波浪传播至消波管2管口首先发生破碎。然后，部分波浪进入消波管并向流动，其余部分继续爬高进入更高位置消波管。进入消波管的水流随管道进入消波室内，亦或是通过消波孔6扩散至消波室。进入消能室的波浪将到达消波管下方的缓冲屏，经过反射将波能发散。而未被反射和消耗的波能，则会穿过反射消波管。同时，爬高的波浪，部分波能在爬高中损耗，部分则以反射波的形式反射回去，甚至越过消波装置。越过消波装置的波浪到达实验水槽或水池壁仍会产生反射波，这部分反射波浪到达反射消波板后通过消波管上的消波孔加以消除。
转动轴，两端设有螺纹，穿过每列消波管中部，通过转动旋钮调节消波管角度，转动抽两端通过螺纹与转动旋钮连接，消波管通过转动轴转动一定角度后，利用转动旋钮拧紧固定。
缓冲屏，为一块向下凹的面板，上面同样设有消波孔。
反射消波板，位于消波装置背部，带有均匀分布的圆孔。
采用消波管、缓冲屏、反射消波板三部分相结合的方法，通过消波管的正面一级消波，使进管水流扩散；缓冲屏的二级消波，进一步消除进入消波室水的波动影响；反射消波板的三级辅助消波，很好的消除了正面波浪的爬高和冲击波能。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制，所属领域技术人员应该明白，在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (10)
1.一种可旋转管道消波装置，其特征是：包括消波室，所述消波室为具有一迎浪的斜面的独立区域，所述消波室内设置有多个消波管，消波管通过转动轴固定在消波室，且消波管的一端设置于斜面上，另一端延伸至消波室内，且消波室该侧设置有缓冲屏，所述消波室背面设置有反射消波板；
所述消波管、缓冲屏和反射消波板上均设置有消波孔。
2.如权利要求1所述的一种可旋转管道消波装置，其特征是：所述消波管为一具有弧度的管，其设置在斜面的迎浪面为方形。
3.如权利要求1所述的一种可旋转管道消波装置，其特征是：所述消波管呈阵列分布，且每列包括多排消波管形成一组，且每组消波管之间留有空隙。
4.如权利要求1所述的一种可旋转管道消波装置，其特征是：消波管下部各侧面设置有消波孔，且消波孔均匀分布。
5.如权利要求1所述的一种可旋转管道消波装置，其特征是：所述消波管与消波室的设置角度可调。
6.如权利要求1所述的一种可旋转管道消波装置，其特征是：所述缓冲屏为一具有弧度的板，上面设置有多个消波孔，且缓冲屏向下凹，且缓冲屏设置于消波管的末端。
7.如权利要求1所述的一种可旋转管道消波装置，其特征是：所述反射消波板上设置有均匀分布的消波孔。
8.如权利要求1所述的一种可旋转管道消波装置，其特征是：所述消波孔为圆孔。
9.基于如权利要求1-8中任一项所述的消波装置的消波方法，其特征是：波浪通过迎浪面进入消波室，通过消波管的正面一级消波，使进管水流扩散，缓冲屏的二级消波，消除进入消波室水的波动影响，反射消波板的三级辅助消波，消除正面波浪的爬高和冲击波能。
10.如权利要求9中所述的消波方法，其特征是：波浪首先传播至消波管，沿消波管向内流动，部分通过消波管下部消波孔扩散；爬高的波浪，部分波能在爬高中损耗，部分则越过消波装置；流过消波管的波浪向下运动，到达缓冲屏，大部分穿过缓冲屏上的消波孔，小部分被反射回去，越过消波装置的波浪再次反射回来时，会到达消波室背部反射消波板，消除反射的波能。
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