【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海洋工程，特别涉及一种海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置。
技术介绍
1、海洋立管是海洋深水油气、矿产资源开发中的重要基础设施。在洋流的作用下，立管两侧会发生交替泄涡，产生涡激振动现象，导致立管结构发生疲劳甚至损伤破坏。因此，立管的涡激振动问题是海洋工程领域的研究热点和难点之一。
2、目前针对立管涡激振动的研究主要分为模型实验和数值模拟两种方式。数值模拟需要考虑边界层、表面粗糙度和湍流模型等多方面的影响，通常需要和实验结合进行分析。模型实验是了解海洋结构物的水动力性能的重要手段，通过实验可以较好的研究立管涡激振动现象。
3、相关技术中的涡激振动实验装置一般在拖曳水池或循环水槽中进行，由于试验条件的限制，仍会存在如流动模拟不准确、模型尺寸效应、水池边界效应等影响。尽管可以通过改进技术、优化条件等方法来尽量减小这些影响，但仍无法完全消除。同时，现有模型实验较难实现立管高雷诺数涡激振动模拟。
技术实现思路
1、本专利技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本专利技术提出一种海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，能够在真实的海洋环境中获取实尺度立管的涡激振动实验数据，更便于对实尺度立管进行高雷诺数的涡激振动模拟，同时可以在试验母船两侧的实尺度立管采用不同的立管涡激振动抑制装置模型，对比同样风浪流环境下的不同涡激振动抑制装置的效果。
2、根据本专利技术实施例的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，包括：支
3、平面滑动组件，所述平面滑动组件设置于所述支撑组件，所述平面滑动组件具有x方向和y方向的移动行程，x方向和y方向垂直；
4、实尺度立管，所述实尺度立管连接于所述平面滑动组件，且所述实尺度立管的轴线与xy平面垂直；
5、弹性组件，所述弹性组件设置于所述支撑组件，所述弹性组件与所述实尺度立管连接；
6、所述实尺度立管被配置为在预设位置处于受力平衡状态。
7、根据本专利技术实施例的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，至少具有如下有益效果：支撑组件用于连接船只，同时为实尺度立管等其他组件提供安装基础；实尺度立管设置于平面滑动组件，具有两个自由度的振动，并通过弹性组件对实尺度立管施加合适的恢复力进行周期性运动。实验装置能够设置在船只上进行真实的海洋环境测试，能够获取更为真实的实尺度立管涡激振动实验数据，并且在真实的海洋环境中，更为方便地进行高雷诺数的涡激振动实验。
8、根据本专利技术的一些实施例，所述平面滑动组件包括一对第一滑轨和一对第二滑轨，两所述第一滑轨平行间隔设置于所述支撑组件，所述第一滑轨沿x方向布置，两所述第二滑轨平行间隔设置于所述第一滑轨，所述第二滑轨沿y方向布置，所述第二滑轨能够在所述第一滑轨上沿x方向滑动，所述实尺度立管设置于所述第二滑轨，所述实尺度立管能够在所述第二滑轨上沿y方向滑动。
9、根据本专利技术的一些实施例，所述第二滑轨和所述第一滑轨之间设有多个第一滑块，所述第一滑块固定于所述第二滑轨，所述第一滑块开设有第一滑槽，所述第一滑轨与所述第一滑槽配合。
10、根据本专利技术的一些实施例，所述实尺度立管和所述第二滑轨之间设有安装架，所述实尺度立管插装固定于所述安装架，所述安装架设有多个第二滑块，所述第二滑块开设有第二滑槽，所述第二滑轨与所述第二滑槽配合。
11、根据本专利技术的一些实施例，设有气浮组件，所述气浮组件具有出气端，所述出气端设置于所述第一滑槽和所述第二滑槽，所述气浮组件能够在所述第一滑轨和所述第一滑块以及所述第二滑轨和所述第二滑块之间形成空气层。
12、根据本专利技术的一些实施例，所述气浮组件包括多个气浮块和多根导气管，所述气浮块开设有所述出气端，每一所述气浮块均连接有所述导气管，多个所述气浮块分别设置于所述第一滑块和所述第二滑块，所述导气管用于连接空气压缩机。
13、根据本专利技术的一些实施例，所述弹性组件包括多根弹簧，多根所述弹簧围绕所述实尺度立管的周向布置，所述弹簧的一端与所述实尺度立管连接，另一端与所述支撑组件连接。
14、根据本专利技术的一些实施例，所述弹簧的端部与所述支撑组件之间设有万向球头。
15、根据本专利技术的一些实施例，设有四根所述弹簧，所述弹簧与x方向成夹角，与y方向也成夹角，所述弹簧对称分布。
16、根据本专利技术的一些实施例，所述支撑组件设有多个斜撑，每一所述弹簧均通过一所述斜撑与所述支撑组件连接，所述斜撑具有连接面，所述弹簧的端部固定于所述连接面，且所述连接面与所述弹簧的轴线垂直。
17、本专利技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术的实践了解到。
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1.一种海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述平面滑动组件(200)包括一对第一滑轨(210)和一对第二滑轨(220)，两所述第一滑轨(210)平行间隔设置于所述支撑组件(100)，所述第一滑轨(210)沿X方向布置，两所述第二滑轨(220)平行间隔设置于所述第一滑轨(210)，所述第二滑轨(220)沿Y方向布置，所述第二滑轨(220)能够在所述第一滑轨(210)上沿X方向滑动，所述实尺度立管(300)设置于所述第二滑轨(220)，所述实尺度立管(300)能够在所述第二滑轨(220)上沿Y方向滑动。
3.根据权利要求2所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述第二滑轨(220)和所述第一滑轨(210)之间设有多个第一滑块(230)，所述第一滑块(230)固定于所述第二滑轨(220)，所述第一滑块(230)开设有第一滑槽，所述第一滑轨(210)与所述第一滑槽配合。
4.根据权利要求3所述的海上侧拖式实尺度立管
5.根据权利要求4所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：设有气浮组件(500)，所述气浮组件(500)具有出气端，所述出气端设置于所述第一滑槽和所述第二滑槽，所述气浮组件(500)能够在所述第一滑轨(210)和所述第一滑块(230)以及所述第二滑轨(220)和所述第二滑块(250)之间形成空气层。
6.根据权利要求5所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述气浮组件(500)包括多个气浮块(510)和多根导气管(520)，所述气浮块(510)开设有所述出气端，每一所述气浮块(510)均连接有所述导气管(520)，多个所述气浮块(510)分别设置于所述第一滑块(230)和所述第二滑块(250)，所述导气管(520)用于连接空气压缩机。
7.根据权利要求1所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述弹性组件(400)包括多根弹簧(410)，多根所述弹簧(410)围绕所述实尺度立管(300)的周向布置，所述弹簧(410)的一端与所述实尺度立管(300)连接，另一端与所述支撑组件(100)连接。
8.根据权利要求7所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述弹簧(410)的端部与所述支撑组件(100)之间设有万向球头(420)。
9.根据权利要求7所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：设有四根所述弹簧(410)，所述弹簧(410)与X方向成夹角，与Y方向也成夹角，所述弹簧(410)对称分布。
10.根据权利要求9所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述支撑组件(100)设有多个斜撑(430)，每一所述弹簧(410)均通过一所述斜撑(430)与所述支撑组件(100)连接，所述斜撑(430)具有连接面，所述弹簧(410)的端部固定于所述连接面，且所述连接面与所述弹簧(410)的轴线垂直。
...【技术特征摘要】
1.一种海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述平面滑动组件(200)包括一对第一滑轨(210)和一对第二滑轨(220)，两所述第一滑轨(210)平行间隔设置于所述支撑组件(100)，所述第一滑轨(210)沿x方向布置，两所述第二滑轨(220)平行间隔设置于所述第一滑轨(210)，所述第二滑轨(220)沿y方向布置，所述第二滑轨(220)能够在所述第一滑轨(210)上沿x方向滑动，所述实尺度立管(300)设置于所述第二滑轨(220)，所述实尺度立管(300)能够在所述第二滑轨(220)上沿y方向滑动。
3.根据权利要求2所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述第二滑轨(220)和所述第一滑轨(210)之间设有多个第一滑块(230)，所述第一滑块(230)固定于所述第二滑轨(220)，所述第一滑块(230)开设有第一滑槽，所述第一滑轨(210)与所述第一滑槽配合。
4.根据权利要求3所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：所述实尺度立管(300)和所述第二滑轨(220)之间设有安装架(240)，所述实尺度立管(300)插装固定于所述安装架(240)，所述安装架(240)设有多个第二滑块(250)，所述第二滑块(250)开设有第二滑槽，所述第二滑轨(220)与所述第二滑槽配合。
5.根据权利要求4所述的海上侧拖式实尺度立管高雷诺数涡激振动实验装置，其特征在于：设有气浮组件(500)，所述气浮组件(500)具有出气端，所述出气端设置于所述第一滑槽和所述第二滑槽，所述气浮组件(500)...
【专利技术属性】
技术研发人员：孙鹏楠，徐杨，刘念念，彭玉祥，吴铁成，孟子飞，邓锐，黄伟培，
申请(专利权)人：中山大学，
类型：发明
国别省市：
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