[发明专利]一种人工造浪装置及方法

说明书

本发明涉及一种人工造浪装置及方法，利用水泵驱动水流并通过多个喷流口在水池中矢量合成各种浪型的新型人工造浪装置，安装在造浪装置上的水泵通过进水口从造浪装置前部吸入池水，加压后从连接在造浪装置侧面的一个或者多个喷流口高速喷出喷流，多个不同角度和速度的喷流在水池水面附近矢量合成，可以形成包括卷浪在内的任意浪高和浪型的浪，对池底形状没有特殊要求。本发明不需要外在牵引动力，造浪装置自身具备驱动力，造浪装置下部安装的轮子沿敷设在池底的轨道前进，在水池中形成连续的浪。

技术领域

本发明涉及一种人工造浪装置及方法，属于舰艇波浪环境适应性试验平台、波浪发电设备测试，以及大众体育、娱乐辅助设施范畴。

背景技术

冲浪运动源于太平洋群岛上的波利尼西亚人，欧洲航海探险家在十八世纪发现并予以记载，其文字记录距今已经有二百多年，今天，全世界的冲浪爱好者有3500多万人，这个数字还在不断快速增加。2016年，冲浪运动正式成为奥运会项目，世界冲浪运动协会(WSL)也设立包括大陆港澳台在内的大中华区。但在全世界范围内，适于冲浪运动的海岸分布十分稀缺，且具有季节性和时段性，也就是在适于冲浪的海岸，每年也只有少数季节，并且在此期间的每天，也只有二至四个小时，适于冲浪。由于大陆架平缓，我国周边沿海几乎没有适于训练或比赛的自然浪源。为了满足娱乐、训练和比赛需求，人们希望能够人工地模拟和制造天然的、合适的海浪，可以随时地进行冲浪运动，不再是“靠天吃饭”。目前，主要的，能制造出具有一定专业水准的浪(有足够的浪高、浪形成后有足够的持续时间和合适的浪形)的方法有真空法和造浪板牵引法两种，第一种(参考专利：201620641883.9)利用真空泵将一定量的水吸到一定的高度，然后突然打开阀门释放到水池中，冲击形成浪，被吸起的水也可以换成一定体积重量的重物，这个方法消耗的能量较大，且造出的浪形成后即在前进过程中衰减，浪形为一般的涌浪，可持续性差；第二种是利用动力牵动造浪板在水池中运动，利用造浪板推动池水形成浪(参考专利：PCT/ES2008/000089，PCT/US2013/059498，US8,366,347 B2，US 8,042,200 B2)，优点是持续时间长，浪形较好(有明显的卷浪区，自然条件下卷浪的形成和破碎过程如图1)，缺点是对造浪板和池底的空间几何形状要求较高，需要利用超级计算机进行数值仿真计算和优化设计，整套设备设计周期长，加工难度高，另外，该类型造浪装置需要强大的牵引驱动设备，参考专利2的动力功率都在2.0MW以上，牵引驱动设备体积重量庞大，要有高强度的导向和支撑轨道，提高了建设成本，也造成了较大的额外摩擦、水粘滞阻力损耗。

发明内容

本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种人工造浪装置及方法，是利用空间水流的矢量合成形成不同高度和形状的浪，不需要复杂空间形状高功率牵引运动的造浪板，大大降低了建设和研制成本。

本发明技术解决方案：一种人工造浪装置，所述人工造浪装置全部或者部分地淹没在造浪池中，所述人工造浪装置主体为泵仓，泵仓内部安置有水泵，所述水泵由与泵仓相连接的动力源驱动；泵仓前部为浸入水中的进水口；在泵仓的侧面开有用于喷出水流的一个或多个喷流口；通过动力源利用水泵驱动水流从进水口进入，再通过喷流口喷出水流，喷出的水流通过矢量合成所需要的各种不同浪高和浪型的浪。

所述喷流口在泵仓呈单侧或者双侧分布，喷流口为凸出或隐式布置。

调整所述喷流口的安装位置和安装角度，以形成不同要求的浪高和浪型的浪。

所述造浪装置还加有轨道，在造浪的同时，造浪装置则沿轨道向前运动，具备自驱动能力，不需要外部的牵引。

本发明的一种人工造浪装置，所述人工造浪装置全部或者部分地淹没在造浪池中，所述人工造浪装置主体为泵仓，泵仓内部安置有水泵，所述水泵由与泵仓相连接的动力源驱动；泵仓前部为浸入水中的进水口；在泵仓的侧面开有用于喷出水流的一个或多个喷流口；通过动力源利用水泵驱动水流从进水口进入，再通过喷流口喷出水流，可以简称喷流，喷出的水流通过矢量合成所需要的各种不同浪高和浪型的浪。