(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210637560.2 (22)申请日 2022.06.07 (71)申请人 河海大学 地址 210098 江苏省南京市 鼓楼区西康路1 号 (72)发明人 许焱鑫　邵晨飞　顾昊　陈健　 胡雅婷　 (51)Int.Cl. G06F 30/13(2020.01) G06F 30/20(2020.01) E02B 1/02(2006.01) G06F 119/08(2020.01) (54)发明名称 一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方 法 (57)摘要 本发明涉及一种拱坝太阳辐射效应模拟装 置及试验方法， 包括控制模块、 坝体 ‑山体模型、 固定轨道模块、 转动轨道模块、 人工光源模块和 温度测量模块， 所述的控制模块在预设程序下对 其他模块进行自动控制， 模拟 长周期下太阳辐射 对坝体温度的影响， 所述的坝体 ‑山体模型精细 刻画真实的山体地形特征， 所述的固定轨道模块 和转动轨道模块用于调节人工光源的位置， 所述 的人工光源模块用于调节太阳辐射的强度， 所述 的温度测量模块对坝体表面温度场分布进行测 量。 本发明的模拟装置及试验方法， 能够准确模 拟真实的日照情况以及近坝山体对日光的遮蔽 效应， 并在一定的时间比尺下， 通过程序调节人 工光源的空间位置和光照强度， 具有较高的自动 化水平。 权利要求书2页 说明书5页 附图3页 CN 114861282 A 2022.08.05 CN 114861282 A 1.一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 包括控制模块、 坝体 ‑山 体模型、 固定轨道模块、 转动轨道模块、 人工光源模块和温度测量模块， 所述的控制模块根 据预设程序对转动轨道模块和人工光源模块的运动进 行控制， 以模拟真实环境下太阳辐射 对坝体表面温度的影响效应， 并对坝体模型的温度进行测量。 2.根据权利要求1所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述的坝体 ‑山体模型包括精细化的坝体与近坝山体模型以及上游挡 水墙， 上游水库中可根 据实际运行情况对上游水位进行调节。 3.根据权利要求1所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述的固定 轨道模块包括圆环形轨道、 支撑杆和垫片。 4.根据权利要求3所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述圆环形轨道内侧设有齿槽， 支撑杆对圆环形轨道进行内部支撑， 圆环形轨道架设于垫片 上部。 5.根据权利要求1所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述的转动轨道模块包括井字形框架、 半圆形轨道、 转动轨道驱动电机、 转动轨道齿轮、 轨道 滚轮和轨道限位滚轮。 6.根据权利要求1所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述的转动轨道模块架设在固定轨道模块上部， 在转动轨道驱动电机的作用下， 转动轨道在 固定轨道平面内转动。 7.根据权利要求1所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述的人工光源模块包括氩 弧灯、 光源驱动电机、 光源驱动齿轮、 光源限位滚轮和连接板， 所 述的氩弧灯可调节光照强度。 8.根据权利要求7所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述的人工光源 模块在光源驱动电机的作用下， 沿半圆形轨道 移动。 9.根据权利要求1所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其特征在于， 所 述的温度测量模块包括红外热成像仪和三角架。 10.基于权利要求1～9任一项所述的一种拱坝太阳辐射效应模拟装置及试验方法， 其 特征在于， 包括以下步骤： (1)选定模型试验的长度比尺和时间比尺， 根据实际工程与模型试验条件下坝体材料 参数和坝面最大光照辐射 强度的比例关系， 换算出相同照射条件下坝体表面温度变幅的相 似关系； (2)以坝体体型和近坝山体地形资料为基础， 根据选定的长度比尺， 建立高精度的坝体 与近坝山体模型； (3)由各模块搭建太阳辐射效应模拟及测试装置， 坝体与近坝山体模型置于测试装置 内部， 使得坝体位于转动轨道的中心， 坝体上游侧根据实际运行情况维持一定水位； (4)根据选定的时间比尺， 换算出转动轨道的旋转、 人工光源的移动速度， 根据一段时 期内工程现场的实际天气情况和太阳辐 射强度， 求解人工光源光照 强度的调节过程， 将控 制程序输入 控制模块； (5)各模块在程序控制下自动运行， 模拟真实工程场景下太阳辐射对坝体的长期作用 效应， 采用热成像仪记录坝体下游面温度分布， 根据温度变幅的相似关系 换算出太阳辐 射权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114861282 A 2对坝体下游 表面温度的实际影响量。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114861282 A 3