发明名称 一种变主尺度摆板式波浪能发电装置模型试验方法
摘要 一种变主尺度摆板式波浪能发电装置模型试验方法,属于波浪能发电技术领域。针对模型试验想要对不同摆板角度、摆板阻尼、摆板位置和不同系泊刚度、不同系泊样式以及不同模型主尺度、不同模型结构进行水动力试验的要求,提出试验系统的物理流程和试验操作流程,并针对关键的模型工况变更操作提供了详细的操作方法。本发明解决了半潜摆板波浪能发电平台模型试验变量较多、工况组合复杂的问题,可以完整覆盖各种试验工况,能够帮助试验实施者高效、有序地完成实验,帮助试验实施者获得准确可靠的试验数据,并提高试验的效率,节约试验时间,降低试验成本。
申请公布号 CN106596047A 申请公布日期 2017.04.26
申请号 CN201611265871.1 申请日期 2016.12.31
申请人 大连理工大学 发明人 林焰;裴斐;刘戈;王春雷;李冰;蒋晓宁;姜盛坤
分类号 G01M10/00(2006.01)I 主分类号 G01M10/00(2006.01)I
代理机构 大连星海专利事务所 21208 代理人 花向阳;杨翠翠
主权项 一种变主尺度摆板式波浪能发电装置模型试验方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)在水池底部按照系泊点的位置要求布置池底压块;(2)将完成重心、惯量调载的模型放入水池,此时模型为矩形、最大主尺度、底部系泊状态,将系泊系泊缆索安装到模型上,将模型与池底的压块连接在一起;(3)水池注水达到要求水深;(4)此时摆板处于固定直立状态,对模型进行规则波试验、不规则波试验;(5)进行工况变更1,改变摆板的倾斜角度或者摆动阻尼;依次对各个工况完成规则波、不规则波试验;(6)进行工况变更2,调整摆板前后位置;选择若干摆板角度工况和阻尼摆动工况,对这些前后位置变化的工况依次完成规则波试验和不规则波试验;(7)进行工况变更3,改变系泊刚度;选择若干摆板固定角度、阻尼摆动、摆板前后位置工况,进行规则波、不规则波试验;(8)进行工况变更4,改变系泊样式;选择若干摆板角度、阻尼摆动、摆板前后位置、系泊刚度,进行规则波、不规则波试验;(9)进行工况变更5,对模型进行主尺度的调整;调整完主尺度后,按照事先记录好的压载方法对模型进行压载调整;将模型放入水池,连接系泊缆索;重复步骤(4)到(8);对不同主尺度的模型重复本步骤;(10)进行工况变更6,将模型调整为H型样式;完成矩形模型的各个工况后,重复步骤(4)到(9);(11)在每个工况完成一组规则波或者不规则波试验后,对数据进行检查,确认数据完整;上述步骤(5)‑(10)中的工况变更1‑5和惯量调载的具体操作如下所述:1、工况变更1改变摆板的固定角度或者调整摆板摆动阻尼;通过调整撑杆支座与轴承座的位置来调整摆板和变尺度半潜平台模型主甲板的角度,具体操作如下:将固定撑杆支座的螺栓旋松,使撑杆支座能够沿导轨滑动,使用量角器测量摆板的倾斜角度,确定之后旋紧螺栓;这样就实现了摆板的特定角度的固定;不固定摆板时改变摆板的旋转阻尼,具体操作如下:将撑杆和摆板连接的螺栓拆除,将撑杆支座上的螺栓旋松,将撑杆支座和撑杆沿着导轨滑到导轨末端取下;这样摆板就没有了固定约束;在水池中由于浮力作用摆板会自然竖直立起;在控制台处输入需要的阻尼值,控制摆板内的磁粉阻尼器,使得摆板以特定阻尼摆动;2、工况变更2改变摆板机构模型在变尺度半潜平台模型上的位置;先将撑杆支座上的螺栓旋松,滑动撑杆支座将摆板放置水平;然后将轴承座的螺栓旋松,使得轴承座能够在导轨上滑动;用直尺在导轨上量好位置做好记号,将轴承座滑动到记号处,旋紧轴承座上的螺栓,确定固定稳定后,滑动撑杆支座,将摆板调整到所需角度后,将撑杆支座上的螺栓旋紧;通过上述操作,就将摆板机构模型固定到了新的位置;3、工况边更3改变系泊缆索模型的刚度;改变刚度有三种方式,第一种为更换弹簧,将搭扣打开,将弹簧取下,更换不同刚度的弹簧后,安装回系泊缆索模型;第二种为串联弹簧,实现弹簧刚度的成比例缩小,将两个弹簧串联后安装到搭扣之间,更换合适长度的缆索,保持整个系泊缆索模型的长度不变;第三种为并联弹簧,实现弹簧刚度的成倍增长,将两个弹簧通过连杆固定在一起,然后将连接到两个搭扣之间,并更换合适长度的缆索,保持整个系泊缆索模型的长度不变;4、工况变更4改变系泊缆索模型的系泊样式;模型系统能够模拟平台底部系泊和顶部系泊;将上、下搭扣打开,更换缆索,使系泊缆索模型的长度适用于顶部系泊;更换完毕后,将下搭扣系泊到池底重块上,将上搭扣系泊到顶部系泊点处;将所有系泊缆索模型更换完毕并系于顶部系泊点后,就完成了模型系统从底部系泊到顶部系泊的转换;5、工况变更5改变变尺度半潜平台模型的总尺度;主尺度改变方法主要通过拆除B体和增减调节板和替换导轨来实现;需要大幅度改变模型主尺度时,可以将B体拆除,将A体、B体、C体、和补块的螺栓移除,摆板结构模型2通过将螺栓移除,实现各部位与导轨脱开,调节板是通过凹槽内的凸起与导轨实现固定的,将调节板沿着导轨拆卸;更换长度合适的导轨后,将A体、C体、补块、摆板结构模型2和符合尺度要求的数个调节板安装到导轨上;这样就实现了模型在主尺度的改变;6、工况变更6改变变尺度半潜平台模型1的布置样式;变尺度半潜平台模型的布置样式可以由矩形变为H型;在改变时,首先将将A体、B体、C体、和补块的螺栓移除,摆板结构模型通过将螺栓移除,实现各部位与导轨脱开;将调节板从导轨上拆卸;选择长度合适的导轨,将A体、B体、C体以及调节板安装在导轨上;由此实现了补块的的拆除,模型也由矩形变为了H型;7、模型的惯量压载调整;首先对变尺度半潜平台模型进行称重得到质量M1,比较称重结果和模型设计排水质量M2的差异,需要添加的压载块质量为M3=M2‑M1;打开A体和C体的惯量舱盖,将压载块放入其中;然后将变尺度半潜平台模型转移到惯量台上,测量其惯量,调整压载块的位置,使得变尺度半潜平台模型的整体惯量符合试验设计要求;调整好惯量之后,将压载块使用胶带固定在惯量舱中,确保试验过程中不会发生移动;将惯量舱盖盖好,并将密封螺栓旋紧。
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