[实用新型]一种可模拟一阶和二阶模态海洋内孤立波的实验装置

说明书

本实用新型公开了一种可模拟一阶和二阶模态海洋内孤立波的实验装置，包括透明水槽，其内装有液体；直线导轨，安装在所述透明水槽长度方向的两侧；百叶门联动控制箱，安装在所述纵移轨道上，其内部设有联动控制机构；纵移驱动机构，用于驱动百叶门与百叶门联动控制箱沿直线导轨运动；百叶门，由若干细长薄型叶片组成，全部叶片构成的“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，所述叶片可以在联动控制机构的控制下同步瞬间旋转开启和闭合的同时还可沿透明水槽高度方向上、下移动。本实用新型可构建一阶和二阶模态内孤立波所需的方势阱，同时也继承了旋转百叶门重力式内孤立波造波装置对水体扰动小，操作安全便利的优点。

技术领域

本实用新型公开了一种可模拟一阶和二阶模态海洋内波的实验装置，尤其是涉及密度分层透明水槽中产生二阶模态内孤立波的装置，特别适用于长度较长的大型透明水槽内模拟具有一定跃层厚度的密度分层海洋中的二阶模态内孤立波。

背景技术

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。

目前用于产生内孤立波的实验装置大致分为两类：

一是通过机械装置扰动密度分层界面来残剩内孤立波，如摇板式造波方法，其不仅对流体的密度分层要求较高，且控制生成内孤立波基本要素的结构较为复杂；

二是通过构建重力势阱的方式，自发产生内孤立波，如提升闸门式、卷帘门式、槽拉门式以及百叶门式等，其中百叶门式造波装置具有对水体扰动小，操作安全便利以及产生的内孤立波质量较高等优点。

但以上两类造波装置仅限于制造一阶模态内孤立波，均无法制造二阶模态内孤立波，对于实验室研究内孤立波而言存在不足。

实用新型内容

本实用新型目的是：为克服在大型分层流试验透明水槽中制造二阶模态内孤立波工序繁琐、重复性差以及造波质量不易控制等不足，同时遵循结构简洁、操作安全便利的原则，本实用新型提出一种新型复合式一阶、二阶模态内孤立波造波装置。这种造波装置在旋转百叶门重力式内孤立波造波装置基础上，对百叶门结构进行改进，使其可构建一阶和二阶模态内孤立波所需的方势阱。该复合式内孤立波造波装置同时也继承了旋转百叶门重力式内孤立波造波装置对水体扰动小，操作安全便利的优点。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种可模拟一阶和二阶模态海洋内孤立波的实验装置，包括：

透明水槽，其内装有液体，透明水槽上端边缘沿透明水槽长度方向设有直线导轨；

纵移驱动机构，用于驱动百叶门与百叶门联动控制机构沿透明水槽上所述直线导轨运动；

百叶门联动机构，安装在所述直线导轨上，包括百叶门和带动百叶门联动的百叶门联动控制机构，所述百叶门由若干细长薄型叶片组成，所述叶片可以在所述联动控制机构的控制下同步瞬间旋转开启和闭合，全部叶片构成的“隔门”采用重叠方式排列，闭合时重叠部分具有密封性，多个叶片底部与一底板之间可转动的连接；

所述百叶门联动控制机构包括：

联动控制箱，安装在所述直线导轨上，联动控制箱内设置联杆滑块、滑动导轨、气缸和气泵，其中，每块叶片通过所述联动块与对应联动块的联杆滑块的一端相接，所有联杆滑块均绕对应的联动块旋转，所有联杆滑块的另一端与气缸活塞杆连接，联杆滑块在滑动导轨上做往复运动，气缸活塞带动活塞杆作往复运动时，带动联杆滑块运动，进而带动叶片的联动块同时旋转90度；

单个所述叶片包括：