CN107340118A - 一种实验室内波和内孤立波造波装置 - Google Patents

一种实验室内波和内孤立波造波装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种实验室内波和内孤立波造波装置，包括水槽，支架和齿条；水槽的左右两侧槽壁的上端分别设有滑轨，支架的下端两侧分别通过两个可动滑块与滑轨滑动连接，可动滑块与支架固定连接，支架的上端设有竖直连杆，沿竖直连杆的轴线设有两个固定滑块，齿条远离齿条锯齿的一侧设有与两个固定滑块相配合的竖直滑轨，竖直滑轨与齿条焊接在一起，支架上还设有驱动竖直滑轨沿竖直方向向水槽方向或远离水槽方向运动的伺服电机；齿条的下端设有抽板或圆柱型冲箱，滑轨的延伸方向垂直于抽板的所在平面，圆柱型冲箱的轴线垂直于水槽的左右两侧槽壁。本发明结构简单，操作方便，可以通过分别安装抽板和圆柱型冲箱而实现造内波和内孤立波之间的转换。

Description

一种实验室内波和内孤立波造波装置
技术领域
本发明涉及一种实验室内波和内孤立波造波装置，属于船舶与海洋工程技术领域。
背景技术
海洋内波不同于海面波动，它不能被人们轻易察觉到。因为海洋内波经过海面附近时，海面附近等密度的垂向起伏很小，其最大振幅出现在海洋内部。但是，海洋内波的波幅可达上百米，引起海水内部温跃层或密度跃层产生大幅度运动，进而传送物质与能量、改变声信号在海水中的传播路线、导致海水强烈的辐聚辐散，对海洋结构物产生严重威胁等。因此对于内波的研究至关重要。因此，一种集造内波与内孤立波一体的实验室内波和内孤立波造波装置亟待研发。
发明内容
根据上述提出的技术问题，而提供一种实验室内波和内孤立波造波装置。本发明采用的技术手段如下：
一种实验室内波和内孤立波造波装置，包括水槽，支架和齿条；
所述水槽的左右两侧槽壁的上端分别设有滑轨，所述支架的下端两侧分别通过两个可动滑块与所述滑轨滑动连接，所述可动滑块与所述支架固定连接，所述支架的上端设有竖直连杆，沿所述竖直连杆的轴线设有两个固定滑块，所述齿条远离齿条锯齿的一侧设有与两个所述固定滑块相配合的竖直滑轨，所述支架上还设有驱动所述竖直滑轨沿竖直方向向所述水槽方向或远离所述水槽方向运动的伺服电机；
所述齿条的下端设有抽板或圆柱型冲箱，所述滑轨的延伸方向垂直于所述抽板的所在平面，所述圆柱型冲箱的轴线垂直于所述水槽的左右两侧槽壁。
所述水槽为矩形水槽，所述矩形水槽的左右两侧槽壁的四周分别设有用于固定支撑的角钢，位于所述矩形水槽的左右两侧槽壁上端的角钢通过螺栓螺母与所述滑轨连接。
所述可动滑块与所述支架焊接。
所述伺服电机通过电机支架与所述支架连接，所述电机支架通过螺栓螺母与所述支架固定连接，所述伺服电机的电机转轴上设有与所述齿条的齿条锯齿啮合的齿轮。
所述竖直滑轨与所述齿条焊接。
所述固定滑块与所述竖直连杆焊接。
所述抽板通过沉头螺栓和螺母与所述齿条固定连接。
所述圆柱型冲箱通过螺栓螺母与所述齿条固定连接。
本发明结构简单，操作方便，可以通过分别安装抽板和圆柱型冲箱而实现造内波和内孤立波之间的转换。
基于上述理由本发明可在船舶与海洋工程技术等领域广泛推广。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做以简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明的实施例1中一种实验室内波和内孤立波造波装置的结构示意图。
图2是本发明的实施例1中生成内孤立波原理图。
图3是本发明的实施例2中一种实验室内波和内孤立波造波装置的结构示意图。
图4是本发明的实施例2中生成行进的内波原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1和图2所示，一种实验室内波和内孤立波造波装置，包括水槽1，支架2和齿条3；
所述水槽1的左右两侧槽壁的上端分别设有滑轨4，所述支架2的下端两侧分别通过两个可动滑块5与所述滑轨4滑动连接，所述可动滑块5与所述支架2固定连接，所述支架2的上端设有竖直连杆6，沿所述竖直连杆6的轴线设有两个固定滑块7，所述齿条3远离齿条锯齿的一侧设有与两个所述固定滑块7相配合的竖直滑轨8，所述支架2上还设有驱动所述竖直滑轨8沿竖直方向向所述水槽2方向或远离所述水槽2方向运动的伺服电机9；
所述齿条3的下端设有抽板10，所述滑轨4的延伸方向垂直于所述抽板10的所在平面。
所述水槽1为矩形水槽，所述矩形水槽的左右两侧槽壁的四周分别设有用于固定支撑的角钢11，位于所述矩形水槽的左右两侧槽壁上端的角钢11通过螺栓螺母与所述滑轨4连接。
所述可动滑块5与所述支架2焊接。
所述伺服电机9通过电机支架12与所述支架2连接，所述电机支架12通过螺栓螺母与所述支架2固定连接，所述伺服电机9的电机转轴上设有与所述齿条3的齿条锯齿啮合的齿轮13。
所述竖直滑轨8与所述齿条3焊接。
所述固定滑块7与所述竖直连杆6焊接。
所述抽板10通过沉头螺栓和螺母与所述齿条3固定连接。
生成内孤立波：水槽1中有两层密度不同不相溶的流体(硅油和水)。伺服电机9的控制器输入命令，启动伺服电机9，使抽板10向上运动，并使抽板10最下端刚好运动到上层液体上表面的上方，然后将支架2向远离水槽1壁面的一侧推动。在伺服电机9中重新输入命令，在伺服电机9中的控制器中输入命令，使抽板10向下运动足够距离确保挤压后的上层液体不会从抽板10底端流过。将支架2向靠近水槽1壁面的一侧缓慢推动，此时由于两层流体的不相溶性，抽板10又阻止上层流体的流过，抽板10一侧的上层流体会被挤压，从而比另一侧上层流体厚度要大。待液面稳定后，在伺服电机9的控制器中输入与上命令相反的命令，即抽板10可以向上运动到刚好抽板10下端接触上层液体上表面。启动伺服电机9，抽板10向上运动，抽板10一侧挤压部分上层液体由于重力作用塌陷，形成向右传播的内孤立波。
实施例2
如图3和图4所示，一种实验室内波和内孤立波造波装置，其与实施例1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置的区别特征为：
所述齿条3的下端设有圆柱型冲箱14，所述圆柱型冲箱14的轴线垂直于所述水槽1的左右两侧槽壁。
所述圆柱型冲箱14通过螺栓螺母与所述齿条3固定连接。
生成行进的内波：启动伺服电机9，输入命令，将圆柱型冲箱14置于距离两层流体交界面下方一定距离处，在伺服电机9的控制器中输入命令，使圆柱型冲箱14能上下往复运动。其中应先向上运动到接近上层流体上表面处，然后再向下运动相同的距离。当圆柱型冲箱14往复运动时，即生成行进的内波。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于，包括水槽，支架和齿条；
所述水槽的左右两侧槽壁的上端分别设有滑轨，所述支架的下端两侧分别通过两个可动滑块与所述滑轨滑动连接，所述可动滑块与所述支架固定连接，所述支架的上端设有竖直连杆，沿所述竖直连杆的轴线设有两个固定滑块，所述齿条远离齿条锯齿的一侧设有与两个所述固定滑块相配合的竖直滑轨，所述支架上还设有驱动所述竖直滑轨沿竖直方向向所述水槽方向或远离所述水槽方向运动的伺服电机；
所述齿条的下端设有抽板或圆柱型冲箱，所述滑轨的延伸方向垂直于所述抽板的所在平面，所述圆柱型冲箱的轴线垂直于所述水槽的左右两侧槽壁。
2.根据权利要求1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于：所述水槽为矩形水槽，所述矩形水槽的左右两侧槽壁的四周分别设有用于固定支撑的角钢，位于所述矩形水槽的左右两侧槽壁上端的角钢通过螺栓螺母与所述滑轨连接。
3.根据权利要求1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于：所述可动滑块与所述支架焊接。
4.根据权利要求1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于：所述伺服电机通过电机支架与所述支架连接，所述电机支架通过螺栓螺母与所述支架固定连接，所述伺服电机的电机转轴上设有与所述齿条的齿条锯齿啮合的齿轮。
5.根据权利要求1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于：所述竖直滑轨与所述齿条焊接。
6.根据权利要求1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于：所述固定滑块与所述竖直连杆焊接。
7.根据权利要求1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于：所述抽板通过沉头螺栓和螺母与所述齿条固定连接。
8.根据权利要求1所述的一种实验室内波和内孤立波造波装置，其特征在于：所述圆柱型冲箱通过螺栓螺母与所述齿条固定连接。
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