[发明专利]模拟孤立波波-波相互作用的多功能环形水槽装置及方法

权利要求书

1.一种模拟孤立波波-波相互作用的多功能环形水槽装置，包括环形水槽（1）、支架系统、供水系统、造波系统和渗流系统，其特征在于,所述环形水槽（1）通过齿轮（8）链接有分支水槽（7），造波系统安装在水槽（1）和分支水槽（7）上部，环形水槽（1）和分支水槽（7）至交叉点的距离相同,造波系统包括伺服电机（5）、拍板（3）和机械臂（6），所述供水系统包括水箱（13）和水泵（16），水箱（13）通过出水口（15）和水槽进水口（17）分别与环形水槽（1）和分支水槽（7）相连，水泵（16）通过抽水和排水可以调节水槽（1）内液体高度；水箱（13）下部设有进水口（14），水泵（16）通过进水口（14）控制抽水和排水；

所述支架系统包括支撑底盘（12），支撑底盘（12）安装在环形水槽（1）的底部；

所述渗流系统包括亚克力材料的量筒（18）和土槽（19）；环形水槽（1）壁上设置有电阻率阵列（20）的若干电阻率探头；照相系统（21）设置在环形水槽（1）外部观测分层水界面变化；

当环形水槽（1）和分支水槽（7）制造的两个孤立波及其两个水槽的夹角θ，满足，且夹角θ127°，则发生强相互作用，即Mach效应；如果θ48°，则发生斜相互作用，式中，a1和a2分别为两个孤立波的振幅，h1和h2分别为上下层液体高度。

2.根据权利要求1所述的一种模拟孤立波波-波相互作用的多功能环形水槽装置，其特征在于,所述环形水槽（1）和分支水槽（7）的材质为透明亚克力材料，环形水槽（1）设置有隔板（2）和消波板（4）。

3.根据权利要求1或2所述的一种模拟孤立波波-波相互作用的多功能环形水槽装置，其特征在于,所述环形水槽（1）和分支水槽（7）通过齿轮（8）链接，外部有密封材料（9），可通过量角尺（22）自由调节环形水槽（1）和分支水槽（7）之间的夹角。

4.根据权利要求1所述的一种模拟孤立波波-波相互作用的多功能环形水槽装置，其特征在于,所述支撑底盘（12）下表面固定安装有不锈钢结构的支撑腿（10），不锈钢结构支撑腿（10）的底端设置有万向滚轮（11）。

5.如权利要求1-4任一项所述一种模拟孤立波波-波相互作用的多功能环形水槽装置的方法,其特征在于,具体包括以下步骤：

S1、在土槽（19）内铺设人工海床，注入分层液体至环形水槽（1）和分支水槽（7），注入液体至量筒（18）；

S2、根据调整环形水槽（1）和分支水槽（7）的夹角；

S3、同时启动造波系统，通过伺服电机（5）同时制造两个孤立波；

S4、启动电阻率阵列（20），监测水槽内密度变化过程；

S5、启动照相系统（21），观测沉积物悬浮过程；

S6、通过水泵（16）抽水和排水调节水槽内液体高度；

S7、重复步骤S2-S6，调整环形水槽（1）和分支水槽（7）的夹角可以发生不同程度的相互作用，直至满足实验要求。