[发明专利]一种采用开放式水槽进行回流的深水水池造流系统

说明书

一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，包括水池和造流系统，水池内设有穿孔墙和隔墙，造流系统包括池端驱动水泵阵列、池端出水廊道、出口转弯廊道、第一导流片组、开放式矩形水槽、进口转弯廊道、池端进口廊道和第二导流片组；池端驱动水泵阵列为矩形阵列，第一导流片组布置在出口转弯廊道处；第二导流片组布置在池端进水廊道内，水池测试区、池端驱动水泵阵列、池端出水廊道、出口转弯廊道、第一导流片组、开放式矩形水槽、进口转弯廊道、池端进口廊道和第二导流片组构成水流环路。有益效果是：开放式回流廊道能耗小；可充分利用开放式回流廊道内的“高速”水流作试验，提高水池利用率和效益，拓展使用功能；易于提高水池的流速。

技术领域

本发明属于船舶与海洋工程领域，具体涉及开放式廊道进行回流的深水水池造流装置。

背景技术

在深海开发中，海洋平台等结构物必须要经受恶劣环境的考验，包括风、浪、流等复杂环境因素的综合作用。因此，在深海工程领域，受海洋环境复杂多变以及海洋工程技术经验匮乏的影响，使得海洋工程研究需要更多地依赖模型实验，进行分析、获取数据。正因为如此，真实模拟海况成为海洋工程研究的“生命线”，海洋环境模拟实验装备的技术水平决定了研究工作的有效性和实际价值。物理模型实验既是进行深海工程建设的基础，也是开展深海工程技术发展的关键。物理模型实验需要深水实验水池。海洋工程深水实验水池的建设，除了建有一定尺度的池体外，还需配备风、浪、流环境荷载的模拟装置，其中造流能力是评价深水池先进性、实用性的重要标准之一。深水池造流系统技术复杂，造价高，耗电量极其高昂，总功率往往达到2500KW以上，经对现有技术文献检索发现，吕海宁等人发表在《中国造船》2005年46卷增刊48-54页“基于CFD的海洋深水试验池造流系统数值模拟”一文中，介绍了上海交通大学的造流方法，即水流由水池外管道中的大功率水泵驱动后，经过管道和进水廊道进入水池，再经过水池另一端的出水廊道返回到管道中，形成一个完整的循环过程。其不足在于：在进水和出水廊道内的穿孔压力墙会大大增加水流压力损失，而随着穿孔墙表面粗糙度的增加，水流的压力损失也会随之增大；另外，回流管道狭窄，这部分水流不能利用，不够经济；且水池流速达到0.1m/s后很难提高，因此开发更高效的造流系统是本领域急需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种深水造流系统。

本发明的技术方案是：一种采用开放式廊道进行回流的深水水池造流系统，包括水池和造流系统，水池平面为带弧形拐角的矩形结构，其特征在于：所述水池内设有穿孔墙和隔墙，所述隔墙设置在距矩形水池的一条长边一定距离处，隔墙与水池同深；所述穿孔墙是与水池同深的墙，穿孔墙上均布透孔，穿孔墙设在矩形水池的另一条长边与隔墙之间，位于距矩形水池的一条短边一定距离处，穿孔墙、隔墙和矩形水池的另一条长边围成的区域为水池测试区，所述造流系统包括池端驱动水泵阵列、池端出水廊道、出口转弯廊道、第一导流片组、开放式矩形水槽、进口转弯廊道、池端进口廊道和第二导流片组；所述池端驱动水泵阵列为若干大型轴流潜水水泵组成的矩形阵列，水泵钳在穿孔墙里面，水泵以抽吸方式驱动池内水向池端出水廊道流动；所述池端出水廊道是穿孔墙和水池矩形的一条短边之间的区域，平面为矩形结构，深度与水池一致，池端出水廊道上部封闭；所述开放式矩形水槽是隔墙与矩形水池的一条长边之间的矩形区域，矩形区域深度与水池一致，开放式矩形水槽上部敞开；所述出口转弯廊道位于水池弧形拐角处，位于池端出水廊道与开放式矩形水槽一端相接的区域，出口转弯廊道平面为扇形结构，深度与水池一致，出口转弯廊道上部封闭；所述第一导流片组是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，弧形导流片的弧形顺水池弧形拐角的弧度均匀布置在出口转弯廊道处；所述池端进口廊道位于距矩形水池的另一条短边一定距离处，池端进口廊道与水池测试区相接，池端进口廊道深度与水池一致，池端进口廊道上部封闭；所述进口转弯廊道位于水池的另一弧形拐角处，位于开放式矩形水槽另一端与池端进口廊道相接的区域，进口转弯廊道平面为扇形结构，深度与水池一致，进口转弯廊道上部封闭；所述第二导流片组是弧形导流片构成的导流片组，弧形导流片高度与水池深度一致，导流片均匀布置在池端进口廊道内。