一种可灵活移动的自主供能式水下流速监测装置

    公开(公告)号:CN115015575B

    公开(公告)日:2023-03-28

    申请号:CN202210669133.2

    申请日:2022-06-14

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种可灵活移动的自主供能式水下流速监测装置。它包括主体舱模块、旋转翼模块和处理舱模块。主体舱模块上设置有用以推动装置移动的进水口、动力出水口和微型水泵、以及用于产生摩擦电信号的摩擦生电材料膜层。旋转翼模块设置有促进旋转摩擦的翅片和环状齿。处理舱模块包括动力层、储能层、信号层。该发明通过摩擦生电效应制造的膜壳材料快速采集水体流动产生的电信号,实现水下流速的监测;将监测流场的动能转化为维持自身运行所需的电能,实现自主供能;利用中央芯片控制动力出水口的排水时产生的反推作用,实现大范围自由移动监测的效果。该发明可有效解决传统水下监测设备监测范围和能源持续供给问题。

    层化环境热浮力射流的实验装置及方法

    公开(公告)号:CN115541184A

    公开(公告)日:2022-12-30

    申请号:CN202211279859.1

    申请日:2022-10-19

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种层化环境热浮力射流的实验装置及方法。热浮力射流实验装置主要包括以下三个部分:PIV和热像仪测量系统、“双缸法”层化水体生成装置以及热浮力射流出流装置。装置包括溶液密度不同的两个水箱、试验水箱、PIV和热像仪系统、恒温加热水箱及射流喷头。加热水箱底部配备有流量泵,流量泵通过橡胶管连接至配有三通管的热浮力射流喷嘴。该系统可以生成折射率一致的层化水体,开展任意分层层化环境下热浮力射流实验,满足同时测量热浮力射流流场和水面温度场的实验条件,结构简单,使用方便,具有很好的可靠性、准确性和易用性。

    一种内波实验中基于示踪粒子的非接触式密度剖面测量方法

    公开(公告)号:CN110375952A

    公开(公告)日:2019-10-25

    申请号:CN201910613143.2

    申请日:2019-07-09

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种内波实验中基于示踪粒子的非接触式密度剖面测量方法。本发明是在水槽的一侧布置PIV设备,其中水槽底部先放入低于示踪粒子密度的盐水,再放入高于示踪粒子密度的盐水,其中盐水中均带有示踪粒子,采用固定波长、固定功率的激光照射混合示踪粒子的盐水,使用PIV设备连续拍摄实验观测区域,在所得灰度图像上,示踪粒子显示为白色光点,其余为黑色;利用灰度图像上某区域内白色光点数目,反演估算粒子数目,进而推算水体密度。本发明提供了一种由PIV同时获取内波的速度场和密度场信息的方法,数据一致性较好;可以用于多种海洋流体力学实验。

    一种考虑环境流体作用机制的密度流实验装置和方法

    公开(公告)号:CN110146252A

    公开(公告)日:2019-08-20

    申请号:CN201910317669.6

    申请日:2019-04-19

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种考虑环境流体作用机制的密度流实验装置和方法,包括电子流量阀、循环水泵、管道系统、平底实验水槽、出流稳流装置、固定水头密度流槽、控制阀、入流口、基于抵抗环境流体的密度流、抵抗机制水槽段、基于协同环境流体的密度流、协同机制水槽段、回流稳流装置、滤管等。本发明装置所能进行的实验包括基于动态环境流体的密度流实验、基于静态环境流体的密度流实验。尤其是能同时形成抵抗机制环境流体和协同机制环境流体,两组实验同时进行,便于实验对比,减小实验偶然性,试验过程可结合多设备进行量测,可结合粒子图像测速技术以及声学多普勒测速技术等手段进行精细化水力过程试验。

    双闸门多维度观测的弯道水槽试验装置

    公开(公告)号:CN108316231A

    公开(公告)日:2018-07-24

    申请号:CN201810387675.4

    申请日:2018-04-26

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种双闸门式多维度观测的弯道水槽试验装置。它包括弯道水槽、支撑架、平面镜、排水导管、阀门、承重台、可拆卸密封板、刻度尺、闸门、真空泵、储水箱、滑动拍摄平台、CCD相机、360°旋转拍摄平台、相机支撑杆、小承重台。本发明在进行弯道水槽试验,尤其是异重流水槽试验时,能够很好的达到进行直道,弯道以及两者相结合的多样试验目的,并且在摄取水流图像时可以同时得到其侧视图和俯视图,相关性高,双闸门的设计,可以研究异重流之间碰撞的现象,也可以研究直道异重流和弯道异重流。本发明装置设计新颖,结构简单,整体性好,可适用工况广泛,试验精度高。

    一种基于旋转平台采集河口羽流速度场剖面的装置

    公开(公告)号:CN115290916B

    公开(公告)日:2025-05-09

    申请号:CN202210949696.7

    申请日:2022-08-09

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于旋转平台采集河口羽流速度场剖面的装置,包括PIV采集模块、电控同步位移台模块、可变坡度地形模块、旋转平台基础结构和供水模块;所述PIV采集模块用于羽流可视化和速度场剖面采集;所述电控同步位移台模块用于控制采集剖面的位置;所述可变坡度地形模块可以根据需求改变坡度;所述旋转平台结构用于提供科氏力条件环境流体;所述供水模块在旋转平台结构上设有完全相同的两套供水模块以便于多河口羽流的研究,用于供应河口淡水羽流。本发明装置基于PIV技术并结合旋转平台以获取河口羽流多角度剖面层速度场的准三维结构,试验数据获取的实时性强、精度高,装置应用性好。

    堤基管涌生成、发展的物理模型以及监测方法

    公开(公告)号:CN114577440B

    公开(公告)日:2023-12-15

    申请号:CN202210236742.9

    申请日:2022-03-11

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 验证流量计读数。故可以两者互相验证可行性。本发明公开了一种堤基管涌生成、发展的物理模型以及监测方法,本发明模型分为堤基管涌生成、发展部分和孔隙压力传感器设备监测部分。本发明可以获得管涌反侵速度、临界总水头、临界总水平平均水力比降、总水头和总渗流量过程曲线、管涌发生发展的时间等数据;可调节水槽位置,制备和移除砂样时将水槽固定在垂直位置上,大大增加试验效率;孔隙压力传感器可以(56)对比文件Richards, KS 等.Experimentalinvestigation of initiation of backwarderosion piping insoils.GEOTECHNIQUE.2012,第62卷(第10期),全文.Vera M. van Beek, Han Knoeff, Hanssellmeijer《.Observations on the processof backward erosion piping in small-,medium- and full-scale experiments》.《European journal of environmental andcivil engineering》.2012,第15卷(第8期),1117-1120页、图2、图3.Bryant A. Robbins, Vera M. van Beek.《A novel laboratory test for backward》.《International journal of physicalmodelling in geotechnics》.2018,第18卷(第5期),第3-5页.姚秋玲等.堤基管涌破坏特性研究进展《.中国水利水电科学研究院学报》.2014,(第04期),全文.

    一种基于图像的底床剪切应力计算方法

    公开(公告)号:CN117131799A

    公开(公告)日:2023-11-28

    申请号:CN202311038776.8

    申请日:2023-08-17

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于图像的底床剪切应力计算方法。首先在合适位置架设一套双目视觉视频观测系统,即使用两台高清摄像机拍摄海浪,包括控制模块、图像采集模块;随后对摄像机进行标定,消除镜头光学畸变并建立二维图像坐标和三维空间坐标之间的转换关系;接着对采集并传输的图像进行图像匹配,获取目标区域各点的三维空间坐标;再基于大尺度粒子图像测速与双目视觉技术计算获取三维表面流速;通过所获取的三维表面流速求解海浪表面的湍动能。最后根据计算所得的湍动能,基于湍动能法求解出底床剪切应力。本发明为非接触式测量,对海浪运动不造成影响,且有利于实现对海岸带区域底床剪切应力变化的长期监测。

    反/共旋环境下射流涡脱落和破碎的实验监测装置与方法

    公开(公告)号:CN115389159A

    公开(公告)日:2022-11-25

    申请号:CN202210875923.6

    申请日:2022-07-25

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种反/共旋环境下射流涡脱落和破碎的实验监测装置与方法。本发明模型分为水体配置部分、射流生成部分、水体环境场部分、流场结构监测部分以及附件支撑部分。本发明可通过开启不同组件和配置,实现层流态的均匀无旋射流/湍流态的非均匀旋转射流在相对环境流体离心稳定/不稳定或者非离心等多工况的转换;光学匹配箱消除光学畸变、选择非侵入式的实时数字粒子图像测速仪系统和高清相机组合拍摄系统测量可最大程度保证实验数据准确性;可以探究螺旋涡旋缠绕、脱落、破碎的发展机理、K‑H不稳定性、离心稳定/不稳定之间的关系,明晰复杂工况下射流的流动临界性、稳定性和间歇性。

    一种基于旋转平台采集河口羽流速度场剖面的装置

    公开(公告)号:CN115290916A

    公开(公告)日:2022-11-04

    申请号:CN202210949696.7

    申请日:2022-08-09

    Applicant: 浙江大学

    Abstract: 本发明公开了一种基于旋转平台采集河口羽流速度场剖面的装置,包括PIV采集模块、电控同步位移台模块、可变坡度地形模块、旋转平台基础结构和供水模块;所述PIV采集模块用于羽流可视化和速度场剖面采集;所述电控同步位移台模块用于控制采集剖面的位置;所述可变坡度地形模块可以根据需求改变坡度;所述旋转平台结构用于提供科氏力条件环境流体;所述供水模块在旋转平台结构上设有完全相同的两套供水模块以便于多河口羽流的研究,用于供应河口淡水羽流。本发明装置基于PIV技术并结合旋转平台以获取河口羽流多角度剖面层速度场的准三维结构,试验数据获取的实时性强、精度高,装置应用性好。

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