一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱制造技术

一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱，包括水槽和设置在所述水槽中的级联片叶结构，所述级联片叶结构包括级联在一起的多个片叶，相邻的片叶以可相互旋转角度的方式相连，所述级联片叶结构用于模拟地形，并通过不同片叶之间旋转的角度来调节地形和地形分辨率

【技术实现步骤摘要】
一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱


[0001]本技术涉及海洋科研装备，特别是涉及一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱
。

技术介绍

[0002]实验室流体力学试验考虑地形对流体的影响，需要考察不同地形
、
不同地形分辨率下流体的响应
。
实验室模拟是研究流体运动的一种常见手段，为研究某一现象，在实验室条件下需要建立相应的水力模型满足几何相似，运动相似或动力相似，以此来模拟真实的流体运动情况，为理论研究提供实验验证
。
以内波为例，海洋内波是海洋中的一种常见现象，往往发生于深海区，现有海洋装备对海洋内波的观测耗时耗力，所以对海洋内波的观察往往通过实验室内物理模型试验进行观察
。
但现有的实验室模型水箱往往采用
3D
打印或土块或水泥材料生成模型地形，一方面生成地形需要一定时间成本，
3D
打印需要打印耗材和打印时间，土块堆砌需要干结后再引入水体；另一方面，这两种方法生成的模拟地形不具有普适性，针对不同的地形往往需要重新生成模型地形
。
因此这两种方式对于模拟多种地形情况时并不能做到方便快捷
。
[0003]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息
。

技术实现思路

[0004]本技术的目的是针对目前实验室模拟流体运动的实验水箱对于多种不同地形反馈灵活性不足的问题，提出一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱
。
[0005]为实现上述目的，本技术采用以下技术方案：
[0006]一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱，包括水槽和设置在所述水槽中的级联片叶结构，所述级联片叶结构包括级联在一起的多个片叶，相邻的片叶以可相互旋转角度的方式相连，所述级联片叶结构用于模拟地形，并通过不同片叶之间旋转的角度来调节地形和地形分辨率
。
[0007]进一步地：
[0008]所述片叶包括沿所述级联片叶结构的延伸方向相互嵌套的两片结构，所述两片结构包括第一片和第二片，所述第一片具有嵌套腔，所述第二片以嵌入深度可调的方式嵌设在所述嵌套腔中
。
[0009]所述第一片的嵌套腔上设有开槽，装设在所述开槽中的限位件用于调节所述第二片嵌入所述第一片中的深度
。
[0010]相邻的片叶以合页结构彼此铰接，所述合页结构通过松紧螺丝来控制片叶之间旋转的角度
。
[0011]所述片叶为长方形，所述多个片叶在宽度方向上级联形成长条形状的级联片叶结构
。
[0012]所述级联片叶结构的两端的片叶固定在所述水槽上
。
[0013]所述水槽的两侧底部边缘分别设置有栅栏，所述级联片叶结构的两端的片叶固定在所述栅栏的相对位置
。
[0014]所述级联片叶结构上设有一层用于模拟真实地形粗糙度的介质
。
[0015]还包括水流形成装置，所述水流形成装置包括震荡板
、
杆件结构以及活塞电机，所述震荡板通过所述杆件结构与所述活塞电机相连，所述震荡板面向所述级联片叶结构的延伸方向设置，所述活塞电机通过控制所述震荡板的震荡频率来形成不同的模拟水流
。
[0016]本技术具有如下有益效果：
[0017]本技术提供了一种可调节的能模拟多种地形且可控制模拟地形分辨率的模型水箱，本技术的实验水箱可以任意地控制水箱中地形的形状与模拟地形的分辨率，通过片叶之间的相互旋转的角度来模拟不同地形和调节地形分辨率，进一步的优选方案中，还可通过同一片叶之间的嵌套结构上的伸缩来调节地形分辨率
。
由此，实现对不同地形和同一地形不同分辨率的实验地形模拟，为模型实验地形多样性提供了一种灵活易用且可靠的装置
。
相较传统方案，本技术更易调节，多样性更足，投入成本更少，并达到了现有技术无法实现的地形分辨率可调的效果，适用性更广，操作性更强
。
[0018]本技术实施例中的其他有益效果将在下文中进一步述及
。
附图说明
[0019]图1为本技术实施例的物理模型实验水箱的整体结构图
。
[0020]图2为本技术实施例的一种特定地形的实验水箱的侧视图
。
[0021]图3为本技术实施例的具有相互嵌套的两片结构的片叶结构图
。
具体实施方式
[0022]以下对本技术的实施方式做详细说明
。
应该强调的是，下述说明仅仅是示例性的，而不是为了限制本技术的范围及其应用
。
[0023]需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上
。
当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上
。
另外，连接既可以是用于固定作用也可以是用于耦合或连通作用
。
[0024]需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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技术实施例和简化描述，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，因此不能理解为对本技术的限制
。
[0025]此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量
。
由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多该特征
。
在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定
。
[0026]参阅图1至图3，本技术实施例提供一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱，包括水槽1和设置在所述水槽1中的级联片叶结构，所述级联片叶结构包括级
联在一起的多个片叶2，相邻的片叶2以可相互旋转角度的方式相连，所述级联片叶结构用于模拟地形，并通过不同片叶2之间旋转的角度来调节地形和地形分辨率，也即，可以通过不同片叶之间的旋转来实现地形和地形分辨率的变化
。
[0027]参阅图3，在优选的实施例中，所述片叶2包括沿所述级联片叶结构的延伸方向相互嵌套的两片结构，所述两片结构包括第一片6和第二片7，所述第一片6具有嵌套腔，所述第二片7以嵌入深度可调的方式嵌设在所述嵌套腔中
。
[0028]参阅图3，在更优选的实施例中，所述第一片6的嵌套腔上设有开槽8，装设在所述开槽8中的限位件用于调节所述第二片本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种可变地形和可变地形分辨率的物理模型实验水箱，其特征在于，包括水槽和设置在所述水槽中的级联片叶结构，所述级联片叶结构包括级联在一起的多个片叶，相邻的片叶以可相互旋转角度的方式相连，所述级联片叶结构用于模拟地形，并通过不同片叶之间旋转的角度来调节地形和地形分辨率
。2.
如权利要求1所述的物理模型实验水箱，其特征在于，所述片叶包括沿所述级联片叶结构的延伸方向相互嵌套的两片结构，所述两片结构包括第一片和第二片，所述第一片具有嵌套腔，所述第二片以嵌入深度可调的方式嵌设在所述嵌套腔中
。3.
如权利要求2所述的物理模型实验水箱，其特征在于，所述第一片的嵌套腔上设有开槽，装设在所述开槽中的限位件用于调节所述第二片嵌入所述第一片中的深度
。4.
如权利要求2所述的物理模型实验水箱，其特征在于，相邻的片叶以合页结构彼此铰接，所述合页结构通过松紧螺丝来控制片叶之间旋转的角度
。5.
如权利要求1至4任一项所述的物...

【专利技术属性】
技术研发人员：李强，王志文，谢晓东，
申请(专利权)人：清华大学深圳国际研究生院，
类型：新型
国别省市：