【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋波模拟，尤其涉及一种百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法。
技术介绍
1、海洋中由于水温和盐度的差异，使得海水密度在各深度层的分布不同，在淡水与盐水之间的界面易被扰动而产生内波。内波的恢复力极其微弱，约为表面波的0.1％，目前观测到的内波波幅达百多米量级，其不仅对海洋生态调节起到了重要作用，而且对海洋工程结构物以及水下航行器安全产生不可忽视的影响。因此通过实验室模拟内孤立波的生成演化及其与结构物作用，具有重要意义。
2、实验室用于产生内孤立波的装置大致分为两类：一类是在水槽中通过直接扰动两层流体密度界面的机械装置产生内孤立波，常用的机械装置有活塞式和摇板式等。这类装置常用于界面清晰、尤其是互不溶混的两种密度流体界面，其控制内孤立波要素(如波幅和波长等)的机构较为复杂。另一类是利用置于水槽一端的“隔门”两侧形成的流体密度界面落差，通过机械装置将“隔门”瞬间开启，由密度界面高度落差的重力运动产生内孤立波，常用的机械装置有提升闸门式、卷帘门式、槽拉门式和百叶门式。
3、在百叶门式造波装置中，百叶门包括多个叶片，所有叶片可以在驱动机构的控制下同步瞬间旋转，以实现百叶门的开启或者闭合。所有叶片构成的“隔门”采用重叠方式排列，闭合时重叠部分具有良好的密封性。在百叶门开启过程中，叶片旋转会对水体产生扰动，叶片的转动轴线基本位于叶片的中间位置，因此叶片旋转会对百叶门两侧的水体均产生扰动，导致造波不稳定。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种百叶门
2、如上构思，本专利技术所采用的技术方案是：一种百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，包括：步骤1：准备百叶门转动式造波装置；百叶门转动式造波装置包括透明水槽和百叶门，透明水槽的顶端开口，百叶门沿上下方向延伸设置于透明水槽中，百叶门的底端与透明水槽的槽底之间间隔距离为l0以形成溢流通道，百叶门将透明水槽沿长度方向分隔为左腔室和右腔室，左腔室沿左右方向的长度大于右腔室沿左右方向的长度，左腔室与右腔室通过溢流通道连通；百叶门转动式造波装置还包括第一驱动机构，百叶门包括多个叶片，叶片的旋转轴线沿上下方向延伸且偏向于叶片的一侧，第一驱动机构用于驱动叶片旋转，百叶门开启时，叶片朝向左腔室转动；步骤2：确定透明水槽中所需水体的参数；根据所需产生的内孤立波的属性参数，通过计算确定分层水体上下层密度差δρ和分层水体塌陷高度差δh；选取淡水作为上层水体，根据上层水体的密度ρ1和分层水体上下层密度差δρ确定下层水体的密度ρ2，δρ=ρ2-ρ1且δρ大于0；步骤3：向透明水槽中注入水体；开启百叶门之后，向透明水槽中注入下层水体，当透明水槽中水体的总高度达到第一高度h1时，停止注入下层水体；再向透明水槽中注入上层水体，当透明水槽中水体的总高度达到第二高度h2时，停止注入上层水体；关闭百叶门，向透明水槽的右腔室中注入上层水体，透明水槽内开始形成分层水体，当分层水体塌陷高度差δh满足要求时，停止注入上层水体，此时，右腔室的上层水体高度为h1，左腔室的上层水体高度为h1＇，δh=h1-h1＇；步骤4：开启百叶门，形成内孤立波；第一驱动机构驱动所有叶片同步瞬时旋转，百叶门开启，叶片朝向左腔室转动；分层水体塌陷高度差δh在重力作用下发展成下凹型或者上凸型内孤立波，内孤立波在左腔室内向远离右腔室的方向传播。
3、作为优选，在步骤2中，内孤立波的属性参数包括振幅a和波长λ，根据公式a=a1*δρ2 +b1*δρ+c1确定分层水体上下层密度差δρ，a1、b1和c1均为常量。
4、作为优选，在步骤2中，内孤立波的属性参数包括振幅a和波长λ，根据公式a=a0+a2*δh+b2*δh2+c2*λ+d*λ2确定分层水体塌陷高度差δh，a0，a2、b2、c2和d均为常量。
5、作为优选，在步骤2中，选取盐水作为下层水体，通过淡水和海盐混合配制密度为ρ2的下层水体。
6、作为优选，在步骤3中，向透明水槽中注入下层水体之后，在下层水体的顶面铺设隔水膜，部分隔水膜沿透明水槽的内壁竖直向上延伸；在向透明水槽中注入上层水体时，将上层水体注入到水平铺设的隔水膜上，上层水体沿隔水膜向周边流动。
7、作为优选，在步骤3中，当分层水体塌陷高度差δh满足要求时，停止注入上层水体之后，移除隔水膜。
8、作为优选，透明水槽或者百叶门上设置有刻度指示件，刻度指示件用于指示透明水槽中的水体高度；在步骤2中，将上层水体染色；在步骤3中，根据颜色区分上层水体和下层水体的分界面，以确定分层水体塌陷高度差δh。
9、作为优选，在步骤3中，开启百叶门时，叶片的转动速度为第一速度，在步骤4中，开启百叶门时，叶片的转动速度为第二速度，第二速度大于第一速度。
10、作为优选，在步骤3形成的分层水体中，右腔室的下层水体高度为h2，左腔室的下层水体高度为h2＇，透明水槽内形成的分层水体的总高度为h，则h=h1+h2=h1＇+h2＇，分层水体塌陷高度差δh=h2＇-h2，h2大于l0。
11、作为优选，在步骤4之后还包括：步骤5：关闭百叶门，向透明水槽的右腔室中注入上层水体，当分层水体塌陷高度差δh满足要求时，停止注入上层水体；步骤6：开启百叶门，形成内孤立波。
12、本专利技术的有益效果：本专利技术提出的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，左腔室与右腔室通过溢流通道连通，因此左腔室和右腔室形成连通器，左腔室内的水体总高度等于右腔室内的水体总高度；在步骤3形成的分层水体中，右腔室的上层水体高度为h1，左腔室的上层水体高度为h1＇，分层水体塌陷高度差δh=h1-h1＇，也就是说，右腔室内的上层水体高于左腔室内的上层水体，因此右腔室为造波位置，内孤立波在左腔室传播；百叶门包括多个叶片，叶片的旋转轴线沿上下方向延伸且偏向于叶片的一侧，第一驱动机构驱动叶片打开时，叶片朝向左腔室转动，对右腔室的扰动很小，因此具有更高的造波质量，保证内孤立波的稳定性。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤2中，内孤立波的属性参数包括振幅A和波长λ，根据公式A=a1*Δρ2 +b1*Δρ+c1确定分层水体上下层密度差Δρ，a1、b1和c1均为常量。
3.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤2中，内孤立波的属性参数包括振幅A和波长λ，根据公式A=A0+a2*Δh+b2*Δh2+c2*λ+d*λ2确定分层水体塌陷高度差Δh，A0，a2、b2、c2和d均为常量。
4.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤2中，选取盐水作为下层水体，通过淡水和海盐混合配制密度为ρ2的下层水体。
5.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤3中，向透明水槽（10）中注入下层水体之后，在下层水体的顶面铺设隔水膜，部分隔水膜沿透明水槽（10）的内壁竖直向上延伸；在向透明水槽（10）中注入上层水体时，将上层水体
6.根据权利要求5所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤3中，当分层水体塌陷高度差Δh满足要求时，停止注入上层水体之后，移除隔水膜。
7.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，所述透明水槽（10）或者所述百叶门（20）上设置有刻度指示件，刻度指示件用于指示所述透明水槽（10）中的水体高度；在步骤2中，将上层水体染色；在步骤3中，根据颜色区分上层水体和下层水体的分界面，以确定分层水体塌陷高度差Δh。
8.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤3中，开启百叶门（20）时，叶片（21）的转动速度为第一速度，在步骤4中，开启百叶门（20）时，叶片（21）的转动速度为第二速度，第二速度大于第一速度。
9.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤3形成的分层水体中，右腔室（12）的下层水体高度为h2，左腔室（11）的下层水体高度为h2＇，透明水槽（10）内形成的分层水体的总高度为H，则H=h1+h2=h1＇+h2＇，分层水体塌陷高度差Δh=h2＇-h2，h2大于L0。
10.根据权利要求1-9任一项所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤4之后还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤2中，内孤立波的属性参数包括振幅a和波长λ，根据公式a=a1*δρ2 +b1*δρ+c1确定分层水体上下层密度差δρ，a1、b1和c1均为常量。
3.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤2中，内孤立波的属性参数包括振幅a和波长λ，根据公式a=a0+a2*δh+b2*δh2+c2*λ+d*λ2确定分层水体塌陷高度差δh，a0，a2、b2、c2和d均为常量。
4.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤2中，选取盐水作为下层水体，通过淡水和海盐混合配制密度为ρ2的下层水体。
5.根据权利要求1所述的百叶门转动式海洋内孤立波模拟造波方法，其特征在于，在步骤3中，向透明水槽（10）中注入下层水体之后，在下层水体的顶面铺设隔水膜，部分隔水膜沿透明水槽（10）的内壁竖直向上延伸；在向透明水槽（10）中注入上层水体时，将上层水体注入到水平铺设的隔水膜上，上层水体沿隔水膜向周边流动。
6.根据权利要求5所述的百叶门转动式海洋内孤立...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。