CN110196150A - 海啸波模拟实验测控装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及海啸波的技术领域，公开了海啸波模拟实验测控装置，包括控制器、具有蓄水腔的蓄水池以及具有水道的水槽；水槽具有内部段以及外部段，水道的底部依序具有湿床面、过渡斜面以及干床面，干床面上设置有模拟被海啸波冲击的建筑结构；湿床面及干床面上分别设置有波高计；建筑物上设置有压力传感器，干床面上设置第一摄像头，建筑结构的上方设置有第二摄像头；所述水槽的内部段的侧壁设置有排水闸门；控制器控制进水闸门及排水闸门的上下移动，波高计、压力传感器、第一摄像头及第二摄像头将采集的数据反馈给所述控制器，水道的底部依序布置湿床面、过渡斜面以及干床面，形成多样化的结构，较佳的获取海啸波破坏机制的特性。

Description

海啸波模拟实验测控装置

技术领域

本发明专利涉及海啸波的技术领域，具体而言，涉及海啸波模拟实验测控装置。

背景技术

海啸波在大洋传播时难以察觉，而上岸后波能聚集，具有强大的破坏力。它是由于地震、火山喷发、海底滑坡、陨石坠落等一系列不可预测的自然因素引起。近几年来，全球共发生了多起海啸灾害，包括2004年印度洋海啸、2010年智利海啸以及2011年日本海啸等等。

海啸对沿海地区人民的生命财产造成了严重的威胁，其强大的破坏力能够摧毁桥梁、码头、海堤等海工建筑物，因此对于海啸波上岸变形及其对海工建筑物的破坏机制等问题已成为了学者们所关注的热点和前沿课题之一。

近年来，我国经济的飞速发展的同时也伴随着资源紧张的问题。在东海、南海开发油气和矿产资源的前提条件就是亟待解决极端水动力条件对海工建筑物以及设施造成的破坏。此外，随着电力能源的短缺以及对清洁能源的需求，我国将走向大力发展核电产业的必由之路。而靠近沿海的核电设施必须能够抵御海啸灾害的破坏，才可保障沿海城市的长远发展。这一系列产业结构的调整，促使我国对海啸破坏机制的研究迫在眉睫。

目前，很多学者都利用海啸波模拟实验测控装置对海啸波的破坏机制进行研究，但是，往往都是在单一的干床面或单一的湿床面进行研究，结构过于单一，从而难以获得海啸波破坏机制的特性。

发明内容

本发明的目的在于提供海啸波模拟实验测控装置，旨在解决现有技术中，海啸波模拟实验测控装置存在难以获得海啸波破坏机制的特性的问题。

本发明是这样实现的，海啸波模拟实验测控装置，包括控制器、蓄水池以及水槽；所述蓄水池内具有外周封闭包围的蓄水腔，所述水槽呈直条状，所述水槽中具有水道，所述水槽的顶部高度不低于所述蓄水池的顶部高度；沿着所述蓄水腔自内而外的方向，所述水槽具有置于所述蓄水腔内部的内部段以及置于所述蓄水腔外部的外部段，所述水道贯穿所述水槽的内端部，形成连通所述水道的内端开口，所述内端开口处设有封闭或自下而上打开所述内端开口的进水闸门，所述水槽的外端部封闭设置；沿着所述水道自内而外的方向，所述水道的底部依序具有湿床面、过渡斜面以及干床面，所述干床面的高度高于所述湿床面的高度，所述过渡斜面自下而上倾斜，连通所述湿床面及干床面；所述干床面上设置有模拟被海啸波冲击的建筑结构；所述湿床面及干床面上分别设置有竖立杆，所述竖立杆上设置有波高计；所述建筑物上设置有压力传感器，所述压力传感器朝向所述海啸波的传输方向布置；所述干床面上设置第一摄像头，所述建筑结构的上方设置有第二摄像头；所述水槽的内部段的侧壁设置有连通所述水道的排水口，所述排水口设置有封闭或自下而上打开所述排水口的排水闸门；所述控制器控制所述进水闸门及排水闸门的上下移动，所述波高计、压力传感器、第一摄像头及第二摄像头将采集的数据反馈给所述控制器。

进一步的，所述水槽的外部段的侧壁具有透明区域。

进一步的，所述过渡斜面上设置有倾斜槽道，所述倾斜槽道沿着过渡斜面的倾斜方向延伸布置，所述倾斜槽道上沿着所述倾斜槽道上下往复移动的滚珠。

进一步的，所述滚珠的表面设置有圆环槽，所述圆环槽沿着所述滚珠的滚动方向延伸布置。

进一步的，所述湿床面上设置有轨道，所述轨道沿着所述湿床面的长度方向延伸布置；所述轨道上活动连接有多个移动片，所述移动片沿着所述轨道的长度方向往返移动；所述移动片的下端活动连接在轨道上，所述移动片的上端朝上延伸，且平撑为片体，所述片体与海啸波的流动方向垂直。

进一步的，所述移动片的下端具有嵌入在轨道内部的活动条，所述活动条朝向所述移动片的下端的两侧延伸布置。

进一步的，所述湿床面上设置有多个并行布置的所述轨道，在相邻的所述轨道之间设置有转动盘；所述转动盘的底部朝下延伸有转动轴，所述转动轴与所述湿床面转动连接，所述转动盘悬置在所述湿床面的上方。

进一步的，所述转动盘的上部具有朝下凹陷且上部开口的凹槽，所述凹槽的侧壁中设置有多个缺口，所述缺口连通所述凹槽。

进一步的，所述凹槽的底部设置有螺旋壁，所述螺旋壁由所述凹槽的侧壁逐渐盘旋至转盘的中心位置。

进一步的，所述干床面上设置有振动板，所述振动板平铺在所述干床面上，所述振动板与水槽外部的振动器通过连杆连接，由所述振动器驱动振动板振动，所述振动板沿着所述海啸波的流动方向振动。

与现有技术相比，本发明提供的海啸波模拟实验测控装置，通过蓄水腔内的水冲入水道内，模拟形成海啸波，通过控制器控制整体运作，且通过波高计、压力传感器、第一摄像头及第二摄像头获取海啸波的数据；将水道的底部依序布置湿床面、过渡斜面以及干床面，这样，可以形成多样化的结构，可以较佳的获取海啸波破坏机制的特性。

附图说明

图1是本发明提供的海啸波模拟实验测控装置的俯视示意图；

图2是本发明提供的海啸波模拟实验测控装置的左视示意图；

图3是本发明提供的海啸波模拟实验测控装置的左视示意图；

图4是本发明提供的湿床面的俯视示意图；

图5是本发明提供的过渡斜面的俯视示意图；

图6是本发明提供的干床面的俯视示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。

本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

参照图1-6所示，为本发明提供的较佳实施例。

海啸波模拟实验测控装置，包括控制器、蓄水池101以及水槽200；控制器作为整个海啸波模拟实验测控装置的控制及处理中心，用于控制运行以及数据接收处理等；蓄水池101内具有外周封闭包围的蓄水腔100，水槽200呈直条状，水槽200中具有水道，水槽200的顶部高度不低于蓄水池101的顶部高度。

沿着蓄水腔100自内而外的方向，水槽200具有置于蓄水腔100内部的内部段以及置于蓄水腔100外部的外部段，水道贯穿水槽200的内端部，形成连通水道的内端开口，内端开口处设有封闭或自下而上打开内端开口的进水闸门202，水槽200的外端部封闭设置；当蓄水池101的蓄水腔100内放置足够的水后，打开进水闸门202，蓄水腔100内的水冲入水道内，形成模拟海啸波600的效果，当然，根据蓄水腔100内的水位高低以及进水闸门202的打开程度，海啸波600的模拟强度则对应不同。

沿着水道自内而外的方向，水道的底部依序具有湿床面201、过渡斜面205以及干床面203，干床面203的高度高于湿床面201的高度，过渡斜面205自下而上倾斜，连通湿床面201及干床面203；也就是说，干床面203位于湿床面201的上方，通过过渡斜面205进行连接；干床面203上设置有模拟被海啸波600冲击的建筑结构。

湿床面201及干床面203上分别设置有竖立杆，竖立杆上设置有波高计400，通过波高计400则可以测量海啸波600的波高；建筑物上设置有压力传感器，压力传感器朝向所述海啸波600的传输方向布置，通过压力传感器，则可以得到海啸波600对建筑结构的冲击强度等等；干床面203上设置第一摄像头402，建筑结构的上方设置有第二摄像头403，通过第一摄像头402及第二摄像头403可以不同角度以及位置获取海啸波600的图像信息。

水槽200的内部段的侧壁设置有连通水道的排水口，排水口设置有封闭或自下而上打开排水口的排水闸门204，通过排水口的设置，控制水道内海啸波600的强度以及用于排泄水道内的水；控制器控制所述进水闸门202及排水闸门204的上下移动，波高计400、压力传感器、第一摄像头402及第二摄像头403将采集的数据反馈给控制器。

上述提供的海啸波模拟实验测控装置，通过蓄水腔100内的水冲入水道内，模拟形成海啸波600，通过控制器控制整体运作，且通过波高计400、压力传感器、第一摄像头402及第二摄像头403获取海啸波600的数据；将水道的底部依序布置湿床面201、过渡斜面205以及干床面203，这样，可以形成多样化的结构，可以较佳的获取海啸波600破坏机制的特性。

水槽200的外部段的侧壁具有透明区域，便于从外部观察海啸波600的形成以及破坏机制等等。上述的排水口连通有排水管300，该排水管300延伸至蓄水池101的外部，可以将排水口排出的水排泄至蓄水池101的外部。

本实施例中，建筑结构可以为桥梁结构401、码头结构405以及直立堤结构404等等，具体可视实际需要而定。

本实施例中，过渡斜面205上设置有倾斜槽道801，倾斜槽道801沿着过渡斜面205的倾斜方向延伸布置，倾斜槽道801上沿着倾斜槽道801上下往复移动的滚珠802，这样，在海啸波600到达过渡斜面205上时，在海啸波600的作用下，滚珠802会沿着倾斜槽道801朝上移动，且在海啸波600流动的过程中，滚珠802也会相对应在倾斜槽道801上往复移动，从而可以较佳及完整的模拟过渡斜面205的真实情况。

滚珠802的表面设置有圆环槽，圆环槽沿着滚珠802的滚动方向延伸布置，这样，进一步更为真实的模拟海啸波600作用下，过渡斜面205的表面运动情况。

在过渡斜面205上，在海啸波600的作用下，过渡斜面205的表面的沙土会进行相对应移动等等，通过倾斜槽道801及滚珠802的配合使用，则可以较为真实的还原实际情况。

湿床面201上设置有轨道701，轨道701沿着湿床面201的长度方向延伸布置；轨道701上活动连接有多个移动片702，移动片702沿着所述轨道701的长度方向往返移动；移动片702的下端活动连接在轨道701上，移动片702的上端朝上延伸，且平撑为片体，片体与海啸波600的流动方向垂直。

在海啸波600流动的带动下，湿床面201的表面的沙土以及泥石等等都会相对移动，也就是形成海啸波600底部的运动，这样，通过移动片702以及轨道701的配合，且移动片702的片体与海啸波600的流动方向垂直，起到阻挡海啸波600的作用，在海啸波600的作用下，移动片702沿着轨道701往复移动。

为了限制相邻布置的移动片702出现叠合的状态，移动片702的下端具有嵌入在轨道701内部的活动条703，活动条703朝向移动片702的下端的两侧延伸布置。这样，当两个移动片702靠近后，活动条703相互对接，由于活动条703具有长度，该长度则可以限制两个移动片702的片体之间的距离。

湿床面201上设置有多个并行布置的轨道701，在相邻的轨道701之间设置有转动盘704；转动盘704的底部朝下延伸有转动轴，转动轴与湿床面201转动连接，转动盘704悬置在湿床面201的上方。这样，在海啸波600的作用下，转动盘704会转动，模拟形成海啸波600底部的漩涡以及暗流等等。

转动盘704的上部具有朝下凹陷且上部开口的凹槽，凹槽的侧壁中设置有多个缺口，缺口连通所述凹槽，这样，流动的海啸波600则可以通过缺口贯入凹槽中，对转动盘704形成旋转驱动。

凹槽的底部设置有螺旋壁，螺旋壁由凹槽的侧壁逐渐盘旋至转盘的中心位置，这样，海啸波600便于驱动转动盘704转动，且转动盘704在转动的过程中，螺旋壁的布置便于涡流等形成。

干床面203上设置有振动板901，振动板901平铺在干床面203上，振动板901与水槽200外部的振动器902通过连杆连接，由振动器902驱动振动板901振动，振动板901沿着海啸波600的流动方向振动。利用振动器902驱动振动板901振动，可以较为真实的模拟干床面203的实际情况，且利用振动强度的大小，可以进一步研究海啸波600的破坏机制。

振动板901上设置有凸条，该凸条的延伸方向与振动板901的振动方向垂直布置。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，包括控制器、蓄水池以及水槽；所述蓄水池内具有外周封闭包围的蓄水腔，所述水槽呈直条状，所述水槽中具有水道，所述水槽的顶部高度不低于所述蓄水池的顶部高度；沿着所述蓄水腔自内而外的方向，所述水槽具有置于所述蓄水腔内部的内部段以及置于所述蓄水腔外部的外部段，所述水道贯穿所述水槽的内端部，形成连通所述水道的内端开口，所述内端开口处设有封闭或自下而上打开所述内端开口的进水闸门，所述水槽的外端部封闭设置；沿着所述水道自内而外的方向，所述水道的底部依序具有湿床面、过渡斜面以及干床面，所述干床面的高度高于所述湿床面的高度，所述过渡斜面自下而上倾斜，连通所述湿床面及干床面；所述干床面上设置有模拟被海啸波冲击的建筑结构；所述湿床面及干床面上分别设置有竖立杆，所述竖立杆上设置有波高计；所述建筑物上设置有压力传感器，所述压力传感器朝向所述海啸波的传输方向布置；所述干床面上设置第一摄像头，所述建筑结构的上方设置有第二摄像头；所述水槽的内部段的侧壁设置有连通所述水道的排水口，所述排水口设置有封闭或自下而上打开所述排水口的排水闸门；所述控制器控制所述进水闸门及排水闸门的上下移动，所述波高计、压力传感器、第一摄像头及第二摄像头将采集的数据反馈给所述控制器。

2.如权利要求1所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述水槽的外部段的侧壁具有透明区域。

3.如权利要求1或2所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述过渡斜面上设置有倾斜槽道，所述倾斜槽道沿着过渡斜面的倾斜方向延伸布置，所述倾斜槽道上沿着所述倾斜槽道上下往复移动的滚珠。

4.如权利要求3所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述滚珠的表面设置有圆环槽，所述圆环槽沿着所述滚珠的滚动方向延伸布置。

5.如权利要求1或2所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述湿床面上设置有轨道，所述轨道沿着所述湿床面的长度方向延伸布置；所述轨道上活动连接有多个移动片，所述移动片沿着所述轨道的长度方向往返移动；所述移动片的下端活动连接在轨道上，所述移动片的上端朝上延伸，且平撑为片体，所述片体与海啸波的流动方向垂直。

6.如权利要求5所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述移动片的下端具有嵌入在轨道内部的活动条，所述活动条朝向所述移动片的下端的两侧延伸布置。

7.如权利要求5所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述湿床面上设置有多个并行布置的所述轨道，在相邻的所述轨道之间设置有转动盘；所述转动盘的底部朝下延伸有转动轴，所述转动轴与所述湿床面转动连接，所述转动盘悬置在所述湿床面的上方。

8.如权利要求7所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述转动盘的上部具有朝下凹陷且上部开口的凹槽，所述凹槽的侧壁中设置有多个缺口，所述缺口连通所述凹槽。

9.如权利要求8所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述凹槽的底部设置有螺旋壁，所述螺旋壁由所述凹槽的侧壁逐渐盘旋至转盘的中心位置。

10.如权利要求1或2所述的海啸波模拟实验测控装置，其特征在于，所述干床面上设置有振动板，所述振动板平铺在所述干床面上，所述振动板与水槽外部的振动器通过连杆连接，由所述振动器驱动振动板振动，所述振动板沿着所述海啸波的流动方向振动。