一种基于双区溢流的表面流实验系统的制作方法

本发明涉及海洋工程实验设备技术领域，尤其涉及一种基于双区溢流的表面流实验系统。

背景技术：

随着海洋开发的热度提升，海洋工程及水动力实验也越来越受到重视，许多实验室模拟真实海洋的波浪海流及潮汐的试验系统也在逐步完善，其中，实验室海流的模拟是非常重要的一部分，尤其是开敞式的自由表面水槽的海流实验，现如今越来越多的高校开设海洋类相关专业，物槽模型的相关实验也一定会成为研究的重要部分。

在如今海洋工程及水动力实物实验测试领域，通过推板或造波板的往复的机械运动实现的造波实验系统的研究已经相当丰富，而造流方式却相对单一，且现有的实验室造流方式以水平循环造流为主，很少有其他造流方式得到推广和使用。而且，现有以水平循环造流为主的造流方式固然有许多优势,但他们一致的缺点在于占地面积较大，且绝大部分的空间都用在了造流设施和水流循环管道上；制作成本也较高；对于一些小型海流力学实验难以开展，限制了只能开展较大型的浪流实验；对于实验数据的获取也不够精细化；尤其在面对一些小型实验室中开展的浪流实验时，无法根据现状快捷搭建测试平台完成实验。

技术实现要素：

本发明主要是解决现有技术中所存在的技术问题，从而提供一种占地面积小、成本低、结构简单的基于双区溢流的表面流实验系统。

本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：

本发明提供的基于双区溢流的表面流实验系统，其包括：

水槽本体，内部竖直地设有隔板，所述隔板将所述水槽本体内部分割成相互独立的第一溢流槽区和第二溢流槽区，所述水槽本体内设置有水体，所述第一溢流槽区和第二溢流槽区内的水位高度不同；

第一导流板，一端与所述隔板的顶部相连接，所述第一导流板的另一端倾斜向下延伸至所述第二溢流槽区，所述第一溢流槽区中的水体经所述第一导流板溢流至所述第二溢流槽区中；

第二导流板，一端设置在所述第二溢流槽区的末端，所述第二导流板的另一端倾斜向下延伸至储水槽中，所述第二溢流槽区中的水体经所述第二导流板溢流至所述储水槽中，所述储水槽经循环泵和输水管与所述第一溢流槽区相连接；

实验装置，连接在所述水槽本体上，且所述实验装置与所述第二溢流槽区的水体表面相接触。

进一步地，所述实验装置包括可滑动实验平台、测力仪器、机械连接杆和实验待测物体，所述可滑动实验平台滑动连接在所述水槽本体的顶部，且位于所述第二溢流槽区的上方，所述测力仪器安装在所述可滑动实验平台的上表面，所述实验待测物体漂浮在所述第二溢流槽区的水体表面，所述测力仪器经机械连接杆与所述实验待测物体相连接。

进一步地，所述测力仪器的末端设有挂钩，所述测力仪器经所述挂钩与所述机械连接杆相连接。

进一步地，所述输水管的出口端与所述第一溢流槽区的底部相连通。

进一步地，所述隔板的顶部低于所述水槽本体的顶部。

进一步地，所述水槽本体采用透明的亚克力材料制作而成。

进一步地，所述第一导流板的底部与所述第二导流板的顶部相齐平。

本发明的有益效果在于：通过在水槽本体内设置相互独立的第一溢流槽区和第二溢流槽区，第一溢流槽区中的水体经第一导流板溢流至第二溢流槽区中；第二溢流槽区中的水体经第二导流板溢流至储水槽中，储水槽经循环泵和输水管与第一溢流槽区相连接，从而能形成一个稳定的水体循环系统，并且，在第二溢流槽区中的水体可形成稳定的表面流，从而在实验室有限的空间内搭建实验装置进行实验数据的精准测量，其减少了造流设施的占地面积，节约了造流的成本，方便普及开展相关物槽模型的海流力学等实验。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明的基于双区溢流的表面流实验系统的结构示意图；

图2是本发明的基于双区溢流的表面流实验系统的剖视图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的优选实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。

参阅图1-2所示，本发明的基于双区溢流的表面流实验系统，其包括：

水槽本体1，内部竖直地设有隔板8，隔板8将水槽本体1内部分割成相互独立的第一溢流槽区2和第二溢流槽区3，水槽本体1内设置有水体，第一溢流槽区2和第二溢流槽区3内的水位高度不同；

第一导流板5，一端与隔板8的顶部相连接，第一导流板5的另一端倾斜向下延伸至第二溢流槽区3，第一溢流槽区2中的水体经第一导流板5溢流至第二溢流槽区3中；

第二导流板6，一端设置在第二溢流槽区3的末端，第二导流板6的另一端倾斜向下延伸至储水槽4中，第二溢流槽区3中的水体经第二导流板6溢流至储水槽4中，储水槽4经循环泵7和输水管9与第一溢流槽区2相连接；

实验装置，连接在水槽本体1上，且实验装置与第二溢流槽区3的水体表面相接触。

本发明通过在水槽本体1内设置相互独立的第一溢流槽区2和第二溢流槽区3，第一溢流槽区2中的水体经第一导流板5溢流至第二溢流槽区3中，第二溢流槽区3中的水体经第二导流板6溢流至储水槽4中，储水槽4经循环泵7和输水管8与第一溢流槽区2相连接，从而能形成一个稳定的水体循环系统，并且，在第二溢流槽区3中的水体可形成稳定的表面流，从而在实验室有限的空间内搭建实验装置进行实验数据的精准测量，其减少了造流设施的占地面积，节约了造流的成本，方便普及开展相关物槽模型的海流力学等实验。

具体地，实验装置包括可滑动实验平台10、测力仪器11、机械连接杆12和实验待测物体13，可滑动实验平台10滑动连接在水槽本体1的顶部，且位于第二溢流槽区3的上方，测力仪器11安装在可滑动实验平台10的上表面，实验待测物体13漂浮在第二溢流槽区3的水体表面，测力仪器11经机械连接杆12与实验待测物体13相连接。优选地，测力仪器11的末端设有挂钩14，测力仪器11经挂钩14与机械连接杆12相连接。

本发明中，当实验待测物体13为浮标站、浮台等海上漂浮物时，可以模拟真实海洋中漂浮物与海流的相互作用，进而提供较为准确的理想情况下的受力分析，当实验待测物体13为海冰时，也可以模拟真实海洋中海流对海冰的拖曳现象，进而进行拖曳力及拖曳系数的探究。

本发明中，为了增加第一溢流槽区2顶部的溢流稳定性，减小水体的紊流干扰，输水管9的出口端与第一溢流槽区2的底部相连通。

优选地，为了避免水体溢出水槽本体1，隔板8的顶部低于水槽本体1的顶部。

优选地，为了方便从外部进行观察，水槽本体1采用透明的亚克力材料制作而成。

较佳地，第一导流板5的底部与第二导流板6的顶部相齐平，这个可以减小溢流的高度差，提高第二溢流槽区3中表面流的稳定性。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何不经过创造性劳动想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求书所限定的保护范围为准。