CN112146840A - 一种模拟野外水体流场特征的喷流装置 - Google Patents

一种模拟野外水体流场特征的喷流装置 Download PDF

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肖洵
逄勇
胥瑞晨
刘一童
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Abstract

本发明公开了一种模拟野外水体流场特征的喷流装置，包括实验装置和造浪泵，所述实验装置设有两个造浪泵，其中一个所述造浪泵横向设在实验装置内部一端的侧面，另一个所述造浪泵纵向设在实验装置另一端的侧面，所述实验装置的底部和其中一个侧面均设有一组喷嘴；模拟真实性强，模拟程度高，实验效果极佳。

Description

一种模拟野外水体流场特征的喷流装置
技术领域
本发明涉及一种模拟野外水体流场特征的喷流装置，属于水体流场技术领域。
背景技术
由于吞吐流、水流、波浪等的综合影响，野外大水体的流场情况错综复杂，对流场模拟难度较大。多年来由于实验模拟流场难度大，真实性差，对于大水体的科学研究只能依靠于软件的数值模拟，但数值模拟无法解决许多实际问题，例如对水体中藻类生长的研究等。对于波浪造成的水体扰动，许多研究曾采用扰动装置代替，但真实性差，模拟程度低，实验效果不佳。对流场的真实模拟一直是解决许多科学问题的敲门砖，是极待解决的科学问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟野外水体流场特征的喷流装置，以解决现有技术中真实性差，模拟程度低，实验效果不佳等问题。
一种模拟野外水体流场特征的喷流装置，包括实验装置和造浪泵，所述实验装置设有两个造浪泵，其中一个所述造浪泵横向设在实验装置内部一端的侧面，另一个所述造浪泵纵向设在实验装置另一端的侧面，所述实验装置的底部和其中一个侧面均设有一组喷嘴。
优选的，所述造浪泵包括强磁电机和横流喷嘴，所述横流喷嘴安装在强磁电机的两端，所述强磁电机和横流喷嘴的外部表面设有外壳。
优选的，所述外壳材质为塑料。
优选的，所述强磁电机的底部设有底座，所述底座连接有固定支座，所述固定支座安装在实验装置的内壁上。
优选的，每组所述喷嘴各设有两个。
优选的，所述实验装置的内壁设有横向粗糙度模拟黏条和纵向粗糙度模拟黏条。
与现有技术相比，本发明所达到的有益效果：本发明通过强磁电机使得横流喷嘴模拟出河水翻滚的动态，喷嘴的设计和横向粗糙度模拟黏条和纵向粗糙度模拟黏条模拟出河水冲击到堤岸的水浪，模拟真实性强，模拟程度高，实验效果极佳。
附图说明
图1是本发明造浪泵整体示意图；
图2是本发明野外大水体流场特征模拟示意图。
图中：1、强磁电机； 2、横流喷嘴；3、外壳；4、固定支座；5、底座；6、造浪泵；7、喷嘴；8、实验装置；9、横向粗糙度模拟黏条；10、纵向粗糙度模拟黏条。
具体实施方式
为使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本发明。
如图1和图2所示，公开了一种模拟野外水体流场特征的喷流装置，包括实验装置8和造浪泵6，所述实验装置8设有两个造浪泵6，其中一个所述造浪泵6横向设在实验装置8内部一端的侧面，另一个所述造浪泵6纵向设在实验装置8另一端的侧面，所述实验装置8的底部和其中一个侧面均设有一组喷嘴7。
具体的，所述造浪泵6包括强磁电机1用于将电能转换为动能，使水流产生流动和横流喷嘴2用于促进水流以平缓的速度前进，碰到另一端的边壁可反弹，产生环流；所述横流喷嘴2安装在强磁电机1的两端，所述强磁电机1和横流喷嘴2的外部表面设有外壳3用于保护装置。所述外壳3材质为塑料。所述强磁电机1的底部设有底座5，所述底座5连接有固定支座4，所述固定支座4安装在实验装置8的内壁上，固定支座4可以是吸盘，方便随时改变造浪泵6的位置。每组所述喷嘴7各设有两个。所述实验装置8的内壁设有横向粗糙度模拟黏条9和纵向粗糙度模拟黏条10。
工作时，可推动水流横向运动的造浪泵6通过强磁电机1的作用，将电能转化为电机的机械能然后转换为水流的动能，推动水流向垂直于横向造浪泵6的方向运动，水流经过横流喷嘴2，均匀平缓地向水池另一端运动，到达水池或实验装置8的边壁后会水流反弹，形成环流。
为了全面模拟野外真实大水体流场特征，本专利提出一种利用可推动水流横向运动的造浪泵模拟野外大水体流场特征的方法，可按图1方式，在水面以下，靠近水面上方的地方安置造浪泵6，以模拟平行于实验装置8宽度的环流状态（三箭头）。为模拟俯视方向的流场情况，将造浪泵6垂直安置在另一端的实验装置8的一边上，安装的具体位置根据要模拟的流场的流向真实情况确定，造浪泵6装置的横流喷嘴2开口朝向也应根据要模拟的流场情况确定。为真实模拟野外大流场的情况，可于实验装置8边壁上安装喷嘴7，用于模拟由于边壁的凹凸不平导致的流场紊乱情形，喷嘴7安装的数量及位置依据真实流场情况确定。可根据不同的真实流场情况，在水池或者实验装置8一边上增加或减少造浪泵6的布置数量，甚至增加或减少池壁喷嘴7的数量，在水流方向改变处布置横流、纵流触碰边壁粗糙度模拟黏条，模拟野外边壁的不同粗糙度，甚至可从野外边壁上采集边壁土粒、沙砾等进行真实边壁模拟，从而更加真实地模拟野外大流场情况。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种模拟野外水体流场特征的喷流装置，其特征在于，包括实验装置（8）和造浪泵（6），所述实验装置（8）设有两个造浪泵（6），其中一个所述造浪泵（6）横向设在实验装置（8）内部一端的侧面，另一个所述造浪泵（6）纵向设在实验装置（8）另一端的侧面，所述实验装置（8）的底部和其中一个侧面均设有一组喷嘴（7）。
2.根据权利要求1所述的模拟野外水体流场特征的喷流装置，其特征在于，所述造浪泵（6）包括强磁电机（1）和横流喷嘴（2），所述横流喷嘴（2）安装在强磁电机（1）的两端，所述强磁电机（1）和横流喷嘴（2）的外部表面设有外壳（3）。
3.根据权利要求2所述的模拟野外水体流场特征的喷流装置，其特征在于，所述外壳（3）材质为塑料。
4.根据权利要求2所述的模拟野外水体流场特征的喷流装置，其特征在于，所述强磁电机（1）的底部设有底座（5），所述底座（5）连接有固定支座（4），所述固定支座（4）安装在实验装置（8）的内壁上。
5.根据权利要求1所述的模拟野外水体流场特征的喷流装置，其特征在于，每组所述喷嘴（7）各设有两个。
6.根据权利要求1所述的模拟野外水体流场特征的喷流装置，其特征在于，所述实验装置（8）的内壁设有横向粗糙度模拟黏条（9）和纵向粗糙度模拟黏条（10）。
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