[发明专利]一种波浪水流冲击岸边建筑物的实验装置

说明书

本发明涉及流体力学领域，尤其是一种波浪水流冲击岸边建筑物的实验装置，其包括坡度可调节的水箱，所述水箱内包括水流发展区和回流区，所述水流发展区通过挡水板分隔形成储水区和试验区，所述试验区设有挡浪板，所述挡浪板的后端设有结构物，所述水箱内部在结构物的后端安装有尾挡板，在水流发展区对应位置安装有高速摄像机，结构物的前端安装有浪高仪，储水区内安装有水标。本发明稳定性强，易操作，即严格控制了水流量，又同时增加了水流冲击速度的调节，又进一步考虑了实际水流冲击的地形坡度，同时挡浪板可生成不同的波浪形式，尾挡板实现一次冲击和多次冲击类型，为河岸，海岸等水流冲击相关工程问题的实验研究提供解决方案。

技术领域

本发明涉及流体力学领域，尤其是一种波浪水流冲击岸边建筑物的实验装置。

背景技术

波浪水流冲击岸边建筑物广泛存在于工程领域，河岸，海岸都普遍存在水流冲击结构物的自然现象。水流冲击过程中的巨大冲击力会对结构物造成严重破坏。河岸水流会将房屋，村庄等岸边建筑倾斜垮塌；海岸水流会直接毁坏岸边公路、防浪堤等设施。由此可见，水流冲击问题已经严重威胁了我国河岸和海岸的建筑安全，对其进行深入研究具有重要的工程价值。目前河岸、海岸的浅水波浪冲击需要考虑两个要素，一是波浪冲击，二是水流与结构的耦合作用。考虑波浪冲击时，湿表面随时间剧烈变化，自由液面出现强非线性卷曲变形甚至破碎，可能涉及到气泡卷入和空泡生成现象；考虑水流和结构相互作用时，结构物冲击受到波浪冲击力的影响，而波浪冲击力又受到结构本身性质(弹性、侵蚀、渗透等)的影响，二者是相互耦合的过程。每一要素都会对目前的理论和数值模拟带来极大的难度和挑战。因此实验研究目前仍是研究这类复杂问题的必要手段。

本发明的技术方案涉及一种波浪水流冲击岸边建筑物的实验装置，针对波浪水流冲击岸边建筑物过程中，涉及波浪形式、地形坡度，水流速度，水流量、冲击类型等诸多因素，目前存在冲击实验装置难以同时准确地控制这些因素，造成实验条件的局限性。本发明能够同时考虑这些因素，可有效丰富实验工况。设计模式丰富了河岸、海岸等波浪水流冲击岸边建筑物问题的实验条件，而且多因素的综合考虑为实验的科学性提供了保障。

发明内容

本发明目的提供一种波浪水流冲击岸边建筑物的实验装置，满足水流冲击中地形坡度，水流速度和水流量的精确控制。

为实现发明目的，本发明采用如下技术方案：

一种波浪水流冲击岸边建筑物的实验装置包括角度可调节的倾斜底座，所述倾斜底座上安装有顶部不封端的水箱，所述水箱内通过底隔板分隔形成上部的水流发展区与下部的回流区，所述水流发展区通过可上下活动的挡水板分隔形成储水区和试验区，所述试验区包括安装在底隔板底部的宽度方向上可调整角度的挡浪板，所述挡浪板的后端在底隔板底部的长度方向固设有滑槽，所述滑槽上固定设有结构物，所述水箱内部在结构物的后端安装有尾挡板；还包括设置在水箱一侧的支撑架，所述支撑架的上部设有倾斜角度可调节的导流槽，支撑架的顶部还架设有用于起重挡水板的起重支架，所述起重支架上安装有起重机，在水箱外的水流发展区对应位置安装有高速摄像机，所述结构物的前端安装有浪高仪，所述储水区内安装有水标。

进一步，所述水箱内部长度方向靠下端开设有用于安装所述底隔板的水平卡槽，所述水箱内部靠尾端开设有用于安装所述尾挡板的后垂直卡槽，靠前端的水箱内部和对应的底隔板上部开设有用于安装挡水板的前垂直卡槽。

进一步，所述导流槽由U型槽构成，所述U型槽的上部底端固定在横向支撑杆上，所述横向支撑杆的两端通过螺栓固定在支撑架上。

进一步，在水箱两侧的地面上安装有两条相互平行的滑轨，所述支撑架可滑动的安装在滑轨上，所述滑轨为条形卡槽，所述条形卡槽内安装有若干与卡槽内部相契合的导杆，所述导杆上固设有铜套，所述铜套与支撑架固定连接。

进一步，所述挡浪板包括前活动板和后固定板，所述前活动板和后固定板的前端通过合页相铰接，后端通过可伸缩的支柱连接，所述后固定板固定安装在底隔板上。