[发明专利]一种模拟岛礁坪台波浪消能水动力实验装置

说明书

本发明公开了一种模拟岛礁坪台波浪消能水动力实验装置，包括礁坪模型框架、礁坪坡度调节装置、礁坪表面模块和波浪水槽装置，其中：波浪水槽内侧底面，放置有礁坪模型框架主体；礁坪模型框架主体的后侧下端，预留有矩形的缺口；礁坪坡度调节装置放置于该缺口内，并且礁坪坡度调节装置的顶部和底部分别连接礁坪模型框架主体和波浪水槽的内侧底面；礁坪坡度调节装置利用菱形机构原理调节礁坪坡度；礁坪模型框架主体的顶部，固定连接有礁坪表面模块。本发明针对现有技术的不足，提出了可变坡度的礁坪地形，考虑到粗糙度和微地貌的多重影响、考虑礁坪表面的孔隙效应影响的技术方案，最终可真实模拟礁坪表面的孔隙性、粗糙程度、微地貌和坡度的影响。

技术领域

本发明涉及岛礁工程和海岸工程技术领域，特别是涉及一种模拟岛礁坪台波浪消能水动力实验装置。

背景技术

珊瑚岛礁，是热带海域广泛分布的一种地质地貌形态。随着人类从陆地到海洋的不断研究和探索，岛礁的开发和建设，在海洋渔业、深海油气以及海洋旅游等资源的开发中起到重要作用；同时，对我国保卫海洋领土、加强海洋强国建设，具有十分重要的战略意义。

在海洋岛礁的开发和建设过程中，当地水动力条件，尤其是波浪条件，是影响当地工程建设的重要因素。

珊瑚岛礁地貌具有一定的特殊性，其由珊瑚的遗体堆积形成，具有相当的表面粗糙度和孔隙率，此外，由于波浪和潮流对礁坪表面的冲蚀，在表面上会形成沟壑纵横的微地貌。礁坪在近岸处坡度较缓，水深由深逐渐变浅，波浪在传播过程中受水深、底部摩擦、孔隙性和微地貌的影响，会发生波浪破碎、波高及能量衰减的现象。准确的预测波浪在礁坪上的衰减过程和规律，对岛礁工程、包括防波堤、护岸和人工填岛等的设计、施工、运行和维护等，都具有重要意义。

目前，实验室水槽模拟，是研究波浪在礁坪地形上传播变化的一种重要手段。在水槽中将岛礁模型布置在水槽底部，在一定波浪和水深条件下进行波浪传播试验。在以往试验中，岛礁地形以水平为主，或者是固定角度的斜坡；同时，礁坪模型表面为光滑的不透水塑料板或者水泥抹平，无法真实模拟礁坪表面的孔隙性、粗糙程度和微地貌影响。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种模拟岛礁坪台波浪消能水动力实验装置。

为此，本发明提供了一种模拟岛礁坪台波浪消能水动力实验装置，包括礁坪模型框架、礁坪坡度调节装置、礁坪表面模块和波浪水槽装置，其中：

波浪水槽装置包括中空的、预先存储水的水槽主体；

水槽主体内侧底面，放置有礁坪模型框架主体；

礁坪模型框架主体的后侧下端，预留有矩形的缺口；

礁坪坡度调节装置放置于该缺口内，并且礁坪坡度调节装置的顶部连接礁坪模型框架主体，礁坪坡度调节装置的底部连接水槽主体的内侧底面；

礁坪模型框架主体的顶部，固定连接有礁坪表面模块。

其中，礁坪模型框架主体包括桁架结构模块和伸缩斜撑杆，其中：

桁架结构模块的后下端预留有矩形的缺口，用于放置坡度调节装置；

桁架结构模块整体呈直角梯形结构，包括位于前端的直角三角形结构和位于后部的矩形结构；

桁架结构模块底部，与多个伸缩斜撑杆的顶端相连接；

伸缩斜撑杆的底端，固定连接水槽主体的内侧底面。

其中，桁架结构模块具有的三角形结构的坡度，坡度范围为:～:，用于模拟礁前斜坡。

其中，坡度调节装置包括由四根承力杆组成的菱形机构、张拉螺杆、承重平台、固定底座、旋动手柄、螺纹管以及光滑圆管，其中：