[发明专利]一种第一模态内波造波机

说明书

技术领域

本发明涉及内波实验技术领域，尤其涉及一种第一模态内波造波机。

背景技术

海洋内波是海洋中重要的中尺度现象，它是连接大尺度到小尺度能量传输的中间环节，在整个物理海洋研究中起着重要的作用。由于观测资料的匮乏，实验室中进行内波实验成为研究内波的一种重要途径，它能将各种因素孤立起来处理，可以进行内波的生成、传播与消衰机制等的研究。

实验中内波生成的方式有很多种，常见的有采用重力塌陷、拖曳地形产生内波以及利用造波机造波等方式，而其中采用造波机造波是最方便的生成内波的方式。一般对于室内内波水槽实验来说，造波机是完成实验的重要部件。

海洋中绝大多数的内波为第一模态的内波，所以在实验室内研究海洋内波，主要是研究第一模态内波。造波机是生成内波的能量供给装置，它通过拍板的简谐机械运动生成内波。目前第一模态内波造波机一般采用仿照表面波造波机结构来设计，常见的方式为拍板摇拍式，拍板一端固定，整个拍板由电机带动，以固定端为中心左右摆动产生内波，这种造波方式既产生了第一模态波，也同时产生内孤立波。

由于拍板一端固定，在实际造波过程中，整个拍板本身是做圆弧运动，但整体对水体是水平推动的。这种圆弧运动在表面波的造波过程中，是没有影响的，因为拍板顶部是在水面上方的，不会对水体有任何影响。但是在内波造波过程中，整个拍板是位于水面以下的，导致除了在跃层附近产生预想的第一模态内波之外，在拍板做圆弧运动时由于水的补偿，会产生对水的扰动，对水体产生涡旋运动，所以最终产生的内波与实际需要的第一模态的内波有所不同。所以在进行第一模态内波实验精细化测量时，比如PIV技术测量内波的流场，或者纹影技术测量内波的密度场变化等实验，会有很强的背景干扰，同时对实验结果也有直接的影响。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的问题，提供一种第一模态内波的造波机，通过设计拍板以及拍板上的第一连接板和第二连接板，使得对水体只产生水平方向的推力，产生第一模态内波。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现： 

一种第一模态内波的造波机，包括底板、拍板和驱动装置，在所述底板上固定有竖向支撑，所述拍板的侧面中间铰接在所述竖向支撑上；所述竖向支撑上固定有第一轨道，所述第一轨道上具有第一滑块；所述底板上固定有第二轨道，所述第二轨道上具有第二滑块；所述拍板上具有第一连接板和第二连接板，所述第一连接板的一端与所述拍板滑动连接，另一端与所述第一滑块铰接；所述第二连接板的一端与所述拍板滑动连接，另一端与所述第二滑块铰接；所述驱动装置与所述第一滑块或者第二滑块连接。

进一步的，所述第一连接板下端与所述拍板上部滑动连接，所述第一连接板上端与所述第一滑块铰接；所述第二连接板上端与所述拍板下部滑动连接，所述第二连接板下端与所述第二滑块铰接。

进一步的，在所述拍板的长度方向固定有第三轨道，所述第三轨道上具有第三滑块和第四滑块，所述第一连接板下端固定在所述第三滑块上，所述第二连接板上端固定在所述第四滑块上。

进一步的，所述第一连接板和第二连接板的宽度都等于所述拍板的宽度。

进一步的，所述拍板的侧面中间具有轴孔，所述轴孔内具有轴，所述轴固定在所述竖向支撑上。

进一步的，所述轴孔和轴之间具有轴承。

进一步的，所述竖向支撑包括前挡板、后挡板和中挡板，所述第一轨道固定在所述中挡板的顶面上，所述竖向支撑还包括一个侧挡板。

进一步的，所述第二轨道设置在所述前挡板和中挡板之间的所述底板上。

进一步的，所述中挡板的下部设置有长条形的通孔，所述第二滑块上固定有固定板，所述固定板穿过所述长条形的通孔，所述固定板的另一端与所述第二连接板的下端铰接。

进一步的，所述长条形的通孔内具有胶条，所述胶条上具有密闭的开口，所述固定板位于所述开口内。

进一步的，所述第一轨道、第二轨道和第三轨道都采用直线导轨。

进一步的，所述驱动装置为电机，所述电机的转轴上连接有丝杆，所述丝杆上具有丝母座，所述丝母座与所述第二滑块固定。