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三维沙波形态实时监测系统

发布时间:2020年10月30日 14:33    作者:    点击:[]

三维沙波形态实时监测系统——重庆交通大学与清华大学联合研制

组成及工作原理

1.片光源系统 由200mW大功率的激光器发射点光源发射连续光,通过棱镜扩散为1mm厚的片光源,再由透镜转换成30cm宽的平行片光源进入1mm厚、30cm宽的导光纤维板,从上往下插入水面,插入深度为水面波动的最大幅度,如水面波幅小于1mm,则导光纤维板插入水中约2mm即可,这样顺流插入1mm厚、2mm深的导光纤维板基本不会影响水流。

2.测量系统 激光片光源在床面沙波上照亮一条顺流向的曲线,即横断面上某一位置的沙波纵剖面。在水槽侧面垂直于片光源方向水平安装高精度、高分辨率的CCD像机拍摄沙波纵剖面的曲线,其视景长度为30cm。在水槽上、下方分布安装横向传动装置,使光源系统和摄像机在计算控制下同步横向均匀移动,摄像机连续拍摄,得到沿横向不同部位的沙波表面曲线。

3.沙波三维形态的重构 由计算机的数据分析系统,根据沙波的运动速度内插得出各时刻的沙波纵剖面,进而重构沙波的三维图形,得出沙波三维运动的时空变化过程。每组试验时间将可能持续数小时至几十小时。

4.沙波运动规律及输沙机理探讨

通过实测资料分析沙波的波高、波长、坡角、速度等参数,并建立这些参数与水流强度、床面阻力及泥沙输移的相互关系。

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