【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及海上风电领域，特别是涉及一种旋转流局部冲刷试验研究装置以及方法。
技术介绍
1、随着海上风电场工程场逐渐向深远海推进，场址水动力逐渐摆脱近岸地形影响，潮流的旋转流运动特征愈专利技术显。目前局部冲刷试验水槽只能构造单向流和往复流条件，无法模拟旋转流条件，因此学术界、工程界对于旋转流作用下风电设备的基础局部冲刷深度、发展过程和范围等特征了解匮乏；此外，目前局部冲刷试验水槽大多不能同时调控槽内水位和流速，只能模拟极限潮流作用下的局部冲刷特征，因而不能细致刻画潮位、潮流时程对于局部冲刷特征的影响。
技术实现思路
1、鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术要解决的技术问题在于提供一种旋转流局部冲刷试验研究装置以及方法。
2、本专利技术一种旋转流局部冲刷试验研究装置，包括水循环系统和控制系统，所述水循环系统包括水槽、蓄水池、用于连接所述蓄水池与所述水槽的连通管道、抽水泵以及位于所述水槽内的旋转机构；所述旋转机构包括位于所述水槽底面的旋转台和用于驱动该旋转台旋转的驱动部，所述旋转台上固定有基础模型，且所述旋转台上铺设有床沙；所述连通管道设置有用于调节水流量的调节阀，所述水槽内设置有用于调节水位的升降挡板；所述控制系统用于控制水循环系统的运行。
3、优选地，所述控制系统，包括控制器，所述控制器与所述升降挡板、所述调节阀以及所述驱动部通讯连接；所述控制器根据设定的预定水槽水位、预定水流速度以及预定旋转台转速预定旋转台转速的时程数据，分别控制所述升降挡板的开度、调
4、优选地，该旋转流局部冲刷试验研究装置，包括与所述控制系统通讯连接的所述监控系统，所述监控系统包括用于测量所述水槽水位的水位计以及位于所述连通管道内的流量计；所述控制器通过所述水位计获取当前水槽水位，根据所述当前水槽水位与所述预定水槽水位数据的差值，控制所述升降挡板的开度；所述控制器通过所述流量计获取当前水槽水流速度，根据所述当前水流速度与所述预定水流速度数据的差值，控制所述调节阀开度。
5、优选地，该旋转流局部冲刷试验研究装置，还包括处理系统，所述处理系统与所述控制系统通讯连接；所述处理系统用于接收海上预定位置附近的潮位、潮流速度和方向的时程数据，并根据几何相似和水流运动相似关系，得出水槽内的预定水槽水位、预定水流速度和预定旋转台转速的时程数据至所述控制器。
6、优选地，所述旋转台的直径大于预定局部冲刷水平范围，所述旋转台深度大于预定局部冲刷坑的深度。
7、优选地，所述水槽底面开设有所述旋转台的容纳槽，所述旋转台内铺设的床沙面与所述水槽底面齐平。
8、本专利技术还提出一种旋转流局部冲刷研究试验方法，采用上述的任意一种旋转流局部冲刷试验研究装置，包括如下步骤：
9、收集海底基础实际信息，收集海底预定位置的基础数据、海床地质信息以及潮位、潮流流速和方向的时程数据；
10、根据所述基础数据，通过几何相似关系，确定所述旋转台尺寸以及固定在所述旋转台上的基础模型；
11、根据所述海床地质信息，通过起动、沉速相似准则，确定铺设在所述旋转台上床沙的粒径以及比重；
12、根据所述潮位、潮流流速和方向的时程数据，通过几何相似、水流运动相似关系，分别确定预定水槽水位、预定水流速度以及预定旋转台转速的时程数据；
13、所述控制器接收将所述预定水槽水位、预定水流速度以及预定旋转台转速的时程数据，分别控制所述升降挡板、调节阀以及驱动部，模拟所述基础旋转流局部冲刷情况。
14、如上所述，本专利技术涉及的一种旋转流局部冲刷试验研究装置和方法，通过在旋转台上固定基础模型以及铺设床沙，再驱动旋转台的方式，对实际情况中各流向潮流流动对固定在海床上风电基础附近局部冲刷情况的进行了模拟，并且依据对基础位置附近潮位、潮流速度和方向的时程数据转化为预定水槽水位、预定水流速度以及预定旋转台旋转速率等数据，进而关联当前水槽的水位、水流流速以及旋转台转速，细致刻画潮位、潮流时程对局部冲刷特征的影响。
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1.一种旋转流局部冲刷试验研究装置，包括水循环系统和控制系统，其特征在于：所述水循环系统包括水槽(10)、蓄水池(20)、用于连接所述蓄水池(20)与所述水槽(10)的连通管道(30)、抽水泵(40)以及位于所述水槽(10)内的旋转机构；所述旋转机构包括位于所述水槽(10)底面的旋转台(51)和用于驱动该旋转台(51)旋转的驱动部；所述旋转台(51)上固定有基础模型(60)，且所述旋转台(51)上铺设有床沙；所述连通管道(30)设置有用于调节水流量的调节阀(70)，所述水槽(10)内设置有用于调节水位的升降挡板(71)；所述控制系统用于控制水循环系统的运行。
2.根据权利要求1所述的一种旋转流局部冲刷试验研究装置，包括控制器(80)，所述控制器(80)与所述升降挡板(71)、所述调节阀(70)以及所述驱动部通讯连接；所述控制器(80)根据获取的预定水槽水位、预定水流速度以及预定旋转台转速的时程数据，分别控制所述升降挡板(71)的开度、调节阀(70)的开度和所述驱动部的转速。
3.根据权利要求2所述的一种旋转流局部冲刷试验研究装置，其特征在于，还包括与所述控
4.根据权利要求2所述的一种旋转流局部冲刷试验研究装置，其特征在于，还包括处理系统，所述处理系统与所述控制系统通讯连接；所述处理系统用于接收海底预定位置附近的潮位、潮流速度和方向的时程数据，并根据几何相似和水流运动相似关系，得出所述水槽(10)内的预定水槽水位、预定水流速度和预定旋转台转速的时程数据，并将所述时程数据传送至所述控制器(80)。
5.根据权利要求1所述的一种旋转流局部冲刷试验研究装置，其特征在于，所述旋转台(51)的上端面面积大于预定局部冲刷水平范围，所述旋转台(51)深度大于预定局部冲刷坑的深度。
6.根据权利要求2所述的一种旋转流局部冲刷试验研究装置，其特征在于，所述水槽(10)底面开设有所述旋转台(51)的容纳槽，所述旋转台(51)内铺设的床沙上层表面与所述水槽(10)底面齐平。
7.一种旋转流局部冲刷研究试验方法，其特征在于，采用权利要求1-6所述的任一种旋转流局部冲刷试验研究装置，包括如下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种旋转流局部冲刷试验研究装置，包括水循环系统和控制系统，其特征在于：所述水循环系统包括水槽(10)、蓄水池(20)、用于连接所述蓄水池(20)与所述水槽(10)的连通管道(30)、抽水泵(40)以及位于所述水槽(10)内的旋转机构；所述旋转机构包括位于所述水槽(10)底面的旋转台(51)和用于驱动该旋转台(51)旋转的驱动部；所述旋转台(51)上固定有基础模型(60)，且所述旋转台(51)上铺设有床沙；所述连通管道(30)设置有用于调节水流量的调节阀(70)，所述水槽(10)内设置有用于调节水位的升降挡板(71)；所述控制系统用于控制水循环系统的运行。
2.根据权利要求1所述的一种旋转流局部冲刷试验研究装置，包括控制器(80)，所述控制器(80)与所述升降挡板(71)、所述调节阀(70)以及所述驱动部通讯连接；所述控制器(80)根据获取的预定水槽水位、预定水流速度以及预定旋转台转速的时程数据，分别控制所述升降挡板(71)的开度、调节阀(70)的开度和所述驱动部的转速。
3.根据权利要求2所述的一种旋转流局部冲刷试验研究装置，其特征在于，还包括与所述控制系统通讯连接的所述监控系统，所述监控系统包括用于测量所述水槽水位的水位计(81)以及位于所述连通管道(30)内的流量计(82)；所述控制器(80)通过...
【专利技术属性】
技术研发人员：李嘉隆，姜娟，校建东，陈立，顾晨，杨闯，
申请(专利权)人：上海勘测设计研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：
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