[发明专利]用于巨型海工离心机的超重力场造波装置

说明书

技术领域

本发明涉及巨型海工离心机技术领域，尤其是涉及一种用于巨型海工离心机的超重力场造波装置。

背景技术

为了发展海洋经济、开发海洋资源、保障海上安全，需要模拟海洋典型载荷环境，例如模拟海洋波浪过程。传统的土工离心机由于设计原理和结构形式使得模型中离心加速度分布误差大，模型的边界条件不正确，无法用于模拟还工结构所处的复杂的海洋环境。尤其是，目前还没有能够在超重力场下模拟复杂海洋环境如海洋波浪过程的海工离心机。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种用于巨型海工离心机的超重力场造波装置，该超重力场造波装置能够在超重力场下再现海洋波浪过程，模拟海洋环境下海洋波浪-海工结构-土质海床的相互作用，且模拟的海洋波浪过程逼真，结果精确，为海洋工程设计和施工技术突破提供高水平的实验平台。

根据本发明实施例的用于巨型海工离心机的超重力场造波装置，包括：海工吊篮模型箱，所述海工吊篮模型箱为圆弧形，所述海工吊篮模型箱内具有槽腔，所述海工吊篮模型箱的第一端的端面上设有进水口，所述海工吊篮模型箱的第二端的端面上设有出水口，所述海工吊篮模型箱沿从所述第一端到所述第二端的长度方向分为第一段、第二段和位于所述第一段和第二段中间且用于放置海工结构的中间段，所述第二段内设有邻近所述第二端的消能结构，所述中间段的底壁向外突出以形成凹槽，所述凹槽内和所述槽腔的底面上设有土质海床，所述槽腔内填充有水；和造波机，所述造波机设在所述第一段内且邻近所述进水口，用于在所述槽腔内产生波浪。

根据本发明实施例的用于巨型海工离心机的超重力场造波装置，通过使得海工吊篮模型箱形成为圆弧形，在巨型海工离心机旋转的过程中可在海工吊篮模型箱中产生分布均匀合理的超重力场，在超重力场的作用下，可通过造波机再现海洋波浪过程，模拟海洋环境下海洋波浪-海工结构-土质海床的相互作用，且模拟的海洋波浪过程逼真，结果精确，为海洋工程设计和施工技术突破提供高水平的实验平台。

另外，根据本发明上述实施例的用于巨型海工离心机的超重力场造波装置还可以具有如下附加的技术特征：

根据本发明的一些实施例，所述槽腔的底壁内设有出水通道，所述出水通道具有进口和出口，所述出水通道的进口与所述出水口相连，所述出水通道的出口形成在所述凹槽的底壁的外表面上。从而便于排出槽腔内的水。

可选地，所述出水通道的出口位于所述凹槽的底壁的中心位置。

进一步地，所述第一段和第二段的周长相同且相对于所述中间段彼此对称。从而可进一步保证模拟的海洋波浪过程逼真，结果精确。

更进一步地，所述凹槽的底壁为平的。从而进一步保证超重力场在海工吊篮模型箱内分布合理均匀。

在本发明的一些实施例中，所述海工吊篮模型箱具有矩形横截面。从而进一步保证超重力场在海工吊篮模型箱内分布合理均匀。

具体地，所述海工吊篮模型箱的中间段的顶壁上设有顶部开口，所述顶部开口由盖板封闭。从而便于操作人员往槽腔内盛放土质海床和海工结构。

可选地，所述消能结构为斜坡。从而该消能结构结构简单可靠。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的用于巨型海工离心机的超重力场造波装置的示意图；

图2为装配有图1所示的超重力场造波装置的巨型海工离心机处于未运行状态时的示意图；

图3为装配有图1所示的超重力场造波装置的巨型海工离心机处于运行状态时的示意图；

图4为装配有图1所示的超重力场造波装置的巨型海工离心机设在离心机室内且处于运行状态时的示意图；

图5为图4所示的巨型海工离心机设在离心机室内时且处于运行状态时的剖面图；

图6为图5中供水组件的局部放大示意图。

附图标记：