CN107402117A - 一种采用开放式水槽进行回流的深水水池造流系统 - Google Patents

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Abstract

一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，包括水池和造流系统，水池内设有穿孔墙和隔墙，造流系统包括池端驱动水泵阵列、池端出水廊道、出口转弯廊道、第一导流片组、开放式矩形水槽、进口转弯廊道、池端进口廊道和第二导流片组；池端驱动水泵阵列为矩形阵列，第一导流片组布置在出口转弯廊道处；第二导流片组布置在池端进水廊道内，水池测试区、池端驱动水泵阵列、池端出水廊道、出口转弯廊道、第一导流片组、开放式矩形水槽、进口转弯廊道、池端进口廊道和第二导流片组构成水流环路。有益效果是：开放式回流廊道能耗小；可充分利用开放式回流廊道内的“高速”水流作试验，提高水池利用率和效益，拓展使用功能；易于提高水池的流速。

Description

一种采用开放式水槽进行回流的深水水池造流系统
技术领域
本发明属于船舶与海洋工程领域，具体涉及开放式廊道进行回流的深水水池造流装置。
背景技术
在深海开发中，海洋平台等结构物必须要经受恶劣环境的考验，包括风、浪、流等复杂环境因素的综合作用。因此，在深海工程领域，受海洋环境复杂多变以及海洋工程技术经验匮乏的影响，使得海洋工程研究需要更多地依赖模型实验，进行分析、获取数据。正因为如此，真实模拟海况成为海洋工程研究的“生命线”，海洋环境模拟实验装备的技术水平决定了研究工作的有效性和实际价值。物理模型实验既是进行深海工程建设的基础，也是开展深海工程技术发展的关键。物理模型实验需要深水实验水池。海洋工程深水实验水池的建设，除了建有一定尺度的池体外，还需配备风、浪、流环境荷载的模拟装置，其中造流能力是评价深水池先进性、实用性的重要标准之一。深水池造流系统技术复杂，造价高，耗电量极其高昂，总功率往往达到2500KW以上，经对现有技术文献检索发现，吕海宁等人发表在《中国造船》2005年46卷增刊48-54页“基于CFD的海洋深水试验池造流系统数值模拟”一文中，介绍了上海交通大学的造流方法，即水流由水池外管道中的大功率水泵驱动后，经过管道和进水廊道进入水池，再经过水池另一端的出水廊道返回到管道中，形成一个完整的循环过程。其不足在于：在进水和出水廊道内的穿孔压力墙会大大增加水流压力损失，而随着穿孔墙表面粗糙度的增加，水流的压力损失也会随之增大；另外，回流管道狭窄，这部分水流不能利用，不够经济；且水池流速达到0.1m/s后很难提高，因此开发更高效的造流系统是本领域急需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种深水造流系统。
本发明的技术方案是：一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，包括水池和造流系统，水池平面为带弧形拐角的矩形结构，其特征在于：所述水池内设有穿孔墙和隔墙，所述隔墙设置在距矩形水池的一条长边一定距离处，隔墙与水池同深；所述穿孔墙是与水池同深的墙，穿孔墙上均布透孔，穿孔墙设在矩形水池的另一条长边与隔墙之间，位于距矩形水池的一条短边一定距离处，穿孔墙、隔墙和矩形水池的另一条长边围成的区域为水池测试区，所述造流系统包括池端驱动水泵阵列、池端出水廊道、出口转弯廊道、第一导流片组、开放式矩形水槽、进口转弯廊道、池端进口廊道和第二导流片组；所述池端驱动水泵阵列为若干大型轴流潜水水泵组成的矩形阵列，水泵钳在穿孔墙里面，水泵以抽吸方式驱动池内水向池端出水廊道流动；所述池端出水廊道是穿孔墙和水池矩形的一条短边之间的区域，平面为矩形结构，深度与水池一致，池端出水廊道上部封闭；所述开放式矩形水槽是隔墙与矩形水池的一条长边之间的矩形区域，矩形区域深度与水池一致，开放式矩形水槽上部敞开；所述出口转弯廊道位于水池弧形拐角处，位于池端出水廊道与开放式矩形水槽一端相接的区域，出口转弯廊道平面为扇形结构，深度与水池一致，出口转弯廊道上部封闭；所述第一导流片组是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，弧形导流片的弧形顺水池弧形拐角的弧度均匀布置在出口转弯廊道处；所述池端进水廊道位于距矩形水池的另一条短边一定距离处，池端进水廊道与水池测试区相接，池端进水廊道深度与水池一致，池端进水廊道上部封闭；所述进口转弯廊道位于水池的另一弧形拐角处，位于开放式矩形水槽另一端与池端进水廊道相接的区域，进口转弯廊道平面为扇形结构，深度与水池一致，进口转弯廊道上部封闭；所述第二导流片组是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，导流片均匀布置在池端进水廊道内。
本发明所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述池端出水廊道的宽度为水池长度的1/3～1/5；所述开放式矩形水槽的宽度为水池宽度的1/3～1/5；所述池端进水廊道的宽度为水池长度的1/3～1/5
本发明所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述水池平面的弧形拐角的弧度为1.40～1.60。
本发明所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述第一导流片组的弧形导流片为2～3片，第一导流片组弧形导流片的曲率为2.0～2.15，第二导流片组的弧形导流片为3～5片，第二导流片组弧形导流片的曲率为1.0～1.1。
本发明所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述池端驱动水泵阵列每行的大型轴流潜水水泵数为3～9个，每列大型轴流潜水水泵数为3～7个。
本发明的有益效果是：
1 开放式回流廊道能耗小；
2 可以充分利用开放式回流廊道形成的0.8米/秒的“高速”水流，如在开放式回流廊道开展采油立管柔性构件的涡激振动、立管回位、海底管线铺设等试验，模拟出高模态共振现象，解释多模态共振、多模态频率锁定等科学难题，大大提高水池利用率和拓展使用功能；大大提高了水池的效益。
3 水泵直接对水池中的水进行抽吸，易于提高水池的流速；
附图说明
图1是采用开放式水槽进行回流的深水水池整体平面示意图。
图2是采用开放式水槽进行回流的深水水池整体横剖示意图。
图中：1水池；2池端驱动水泵阵列；3池端出水廊道；4出口转弯廊道；5第一导流片组；6开放式矩形水槽；7进口转弯廊道；8池端进口廊道；9第二导流片组；10穿孔墙；11、隔墙。
具体实施方式
以下结合实施例和附图对本发明作进一步说明。
采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，包括水池和造流系统，水池平面为带弧形拐角的矩形结构，弧形拐角弧度为1.57，水池长50米，宽30米，深10米；水池内设有穿孔墙10和隔墙11，隔墙11设置在距矩形水池的一条长边一定距离处，隔墙11与水池同深；穿孔墙10是与水池同深的墙，穿孔墙10上均布透孔，穿孔墙10设在矩形水池的另一条长边与隔墙11之间，位于距矩形水池的一条短边一定距离处，穿孔墙10、隔墙11和矩形水池的另一条长边围成的区域为水池测试区1，造流系统包括池端驱动水泵阵列2、池端出水廊道3、出口转弯廊道4、第一导流片组5、开放式矩形水槽6、进口转弯廊道7、池端进口廊道8和第二导流片组9；池端驱动水泵阵列2为若干大型轴流潜水水泵组成的矩形阵列，水泵钳在穿孔墙10里面，水泵以抽吸方式驱动池内水向池端出水廊道3流动，水泵阵列2由30台大型轴流潜水水泵组成6×5阵列，可以在水池内形成均匀流、剪切流等流场，满足实验需求；池端出水廊道3是穿孔墙和矩形水池的一条短边之间的区域，平面为矩形结构，深度与水池一致，宽度12m，池端出水廊道3与穿孔墙10相连，池端出水廊道3上部封闭，；开放式矩形水槽6是隔墙11与矩形水池的一条长边之间的矩形区域，矩形区域深度与水池一致，开放式矩形水槽6上部敞开，开放式矩形水槽6宽8米；出口转弯廊道4位于水池弧形拐角处，位于池端出水廊道3与开放式矩形水槽6一端相接的区域，出口转弯廊道4平面为扇形结构，深度与水池一致，出口转弯廊道4上部封闭；第一导流片组5是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，弧形导流片的弧形顺水池弧形拐角的弧度均匀布置在出口转弯廊道4处，第一导流片组5由2个导流片组成，导流片的曲率为2.09，曲面宽度为8m；池端进水廊道8位于距水池矩形的另一条短边一定距离处，池端进水廊道8与水池测试区1相接，池端进水廊道8深度与水池一致，池端进水廊道8上部封闭，宽度为8m；进口转弯廊道7位于水池的另一弧形拐角处，位于开放式矩形水槽6另一端与池端进水廊道8相接的区域，进口转弯廊道8平面为扇形结构，深度与水池一致，进口转弯廊道8上部封闭；第二导流片组9是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，导流片均匀布置在池端进水廊道8处，第二导流片组9由5个导流片组成；每个导流片的曲率为1.05，曲面宽度为8m。水池测试区1、池端驱动水泵阵列2、池端出水廊道3、出口转弯廊道4、第一导流片组5、开放式矩形水槽6、进口转弯廊道7、池端进口廊道8和第二导流片组9构成水流环路。

Claims (5)

1.一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，包括水池和造流系统，水池为平面带弧形拐角的矩形结构水池，其特征在于：所述水池内设有穿孔墙(10)和隔墙(11)，所述隔墙(11)设置在距矩形水池的一条长边一定距离处，隔墙(11)与水池同深；所述穿孔墙(10)是与水池同深的墙，穿孔墙(10)上均布透孔，穿孔墙(10)设在矩形水池的另一条长边与隔墙(11)之间，位于距矩形水池的一条短边一定距离处，穿孔墙(10)、隔墙(11)和水池矩形的另一条长边围成的区域为水池测试区(1)，所述造流系统包括池端驱动水泵阵列(2)、池端出水廊道(3)、出口转弯廊道(4)、第一导流片组(5)、开放式矩形水槽(6)、进口转弯廊道(7)、池端进口廊道(8)和第二导流片组(9)；所述池端驱动水泵阵列(2)为若干大型轴流潜水水泵组成的矩形阵列，水泵钳在穿孔墙(10)里面，水泵以抽吸方式驱动池内水向池端出水廊道(3)流动；所述池端出水廊道(3)是穿孔墙和水池矩形的一条短边之间的区域，平面为矩形结构，深度与水池一致，池端出水廊道(3)上部封闭；所述开放式矩形水槽(6)是隔墙(11)与矩形水池的一条长边之间的矩形区域，矩形区域深度与水池一致，开放式矩形水槽(6)上部敞开；所述出口转弯廊道(4)位于水池弧形拐角处，位于池端出水廊道(3)与开放式矩形水槽(6)一端相接的区域，出口转弯廊道(4)平面为扇形结构，深度与水池一致，出口转弯廊道(4)上部封闭；所述第一导流片组(5)是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，弧形导流片的弧形顺水池弧形拐角的弧度均匀布置在出口转弯廊道(4)处；所述池端进水廊道(8)位于距矩形水池的另一条短边一定距离处，池端进水廊道(8)与水池测试区(1)相接，池端进水廊道(8)深度与水池一致，池端进水廊道(8)上部封闭；所述进口转弯廊道(7)位于水池的另一弧形拐角处，位于开放式矩形水槽(6)另一端与池端进水廊道(8)相接的区域，进口转弯廊道(8)平面为扇形结构，深度与水池一致，进口转弯廊道(8)上部封闭；所述第二导流片组(9)是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，导流片均匀布置在池端进水廊道(8)处。
2.如权利要求1所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述池端出水廊道(3)的宽度为水池长度的1/3～1/5；所述开放式矩形水槽(6)的宽度为水池宽度的1/3～1/5；所述池端进水廊道(8)的宽度为水池长度的1/3～1/5。
3.如权利要求2所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述水池平面的弧形拐角的弧度为1.40～1.60。
4.如权利要求3所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述第一导流片组(5)的弧形导流片为2～3片，第一导流片组弧形导流片的曲率为2.0～2.15，第二导流片组(9)的弧形导流片为3～5片，第二导流片组弧形导流片的曲率为1.0～1.1。
5.如权利要求4所述一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，其特征在于：所述池端驱动水泵阵列(2)每行的大型轴流潜水水泵数为3～9个，每列大型轴流潜水水泵数为3～7个。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108051175A (zh) * 2017-11-30 2018-05-18 国家电网公司 实验室循环风洞装置
CN111254869A (zh) * 2020-01-21 2020-06-09 上海海洋大学 一种基于双区溢流的表面流实验系统

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202720106U (zh) * 2012-08-21 2013-02-06 广东海洋大学 小型封闭式水平循环水槽装置
CN203583430U (zh) * 2013-12-11 2014-05-07 中船第九设计研究院工程有限公司 一种压力穿孔墙结构的深水造流系统
CN204401551U (zh) * 2015-01-08 2015-06-17 中船第九设计研究院工程有限公司 一种深水试验池整体造流结构
CN105926529A (zh) * 2016-06-14 2016-09-07 大连理工大学 一种用于深水试验水池池内的造流系统
CN206034365U (zh) * 2016-07-11 2017-03-22 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽
CN207197784U (zh) * 2017-09-06 2018-04-06 大连理工大学 一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN202720106U (zh) * 2012-08-21 2013-02-06 广东海洋大学 小型封闭式水平循环水槽装置
CN203583430U (zh) * 2013-12-11 2014-05-07 中船第九设计研究院工程有限公司 一种压力穿孔墙结构的深水造流系统
CN204401551U (zh) * 2015-01-08 2015-06-17 中船第九设计研究院工程有限公司 一种深水试验池整体造流结构
CN105926529A (zh) * 2016-06-14 2016-09-07 大连理工大学 一种用于深水试验水池池内的造流系统
CN206034365U (zh) * 2016-07-11 2017-03-22 交通运输部天津水运工程科学研究所 一种用于围油栏溢油围控实验的波流水槽
CN207197784U (zh) * 2017-09-06 2018-04-06 大连理工大学 一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
吕海宁;杨建民;彭涛;: "海洋深水试验池造流系统中穿孔压力墙参数的研究" *
李玉刚;: "深海工程试验水池造流装备研究" *
高恒庆,孙东昌,胡福辰,张亭健,朱儒第,徐松森,张士华: "滩海工程模拟实验室技术设计" *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108051175A (zh) * 2017-11-30 2018-05-18 国家电网公司 实验室循环风洞装置
CN111254869A (zh) * 2020-01-21 2020-06-09 上海海洋大学 一种基于双区溢流的表面流实验系统

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