本发明专利技术提供一种斜向均匀流下的FISHFRAM浮筒分段模型水平强迫振动实验装置，包括：浮筒分段模块、假体模块、固定模块、滑动模块和测量分析控制模块，浮筒分段模块两端分别与端部假体模块连接，固定模块分别与端部假体模块和滑动模块连接，滑动模块与拖车底部固定连接，测量分析控制模块设置于拖车上，分别与浮筒分段模块、端部假体模块、滑动模块相连接。本发明专利技术通过在渔网上设置光纤传感器能测出渔网局部的受力情况，通过在浮筒模块内侧设置三分力仪能测出渔网整体的受力情况，通过在浮筒模块外侧设置三分力仪能测出渔网和浮筒模块整体的受力情况；采用特殊的端部假体装置，解决了模型边界效应的问题；试验工况可以达到实KC数范围，避免了尺度效应。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于海洋工程领域，具体地涉及一种斜向均勻流下的FISHFRAM浮筒分段模型水平强迫振动实验装置。
技术介绍
FISHFRAM整套结构置于海中，其上部浮筒和渔网都将受到海流以及波浪的水动力作用。因此对于FISHFRAM整体结构的动力分析是其能否应用于工程实践的关键所在，而采用的方法多为模型试验。然而，现有的试验模型多为FISHFRAM的整体模型，在试验水池有限的空间内，需要采用很大的缩尺比，造成KC数过小，从而不可避免的出现尺度效应。另外，为了将研究问题简化，FISHFRAM的水动力响应的研究中，理论研究者们开始关注于将整个环形的结构分解成为许多独立的分段。而独立分段则又可以看作线性刚性圆柱体来研究。通过研究分段的水动力性能进而评估整个环形的FISHFRAM的水动力性能。而在假设的均勻来流海况下， 不同位置的分段与流向的夹角是不同的，因此导致其水动力性能必然不同，因此需要对其进行分别研究。理论工作者们得出的这些局部分段对海流海浪的响应特性急需相应的实验数据。而现有的分段模型试验或者只能测量渔网的整体受力，不能测量局部每一根网线上的受力；或者只能测量无渔网的浮筒的受力。这些实验数据均不能很好的揭示渔网和浮筒的耦合效应。
技术实现思路
本专利技术实施例的目的在于提供一种斜向均勻流作用下的FISHFRAM浮筒分段模型水平强迫振动实验装置，旨在解决现有试验装置局限于整体模型，尺度效应较大，仅能模拟较低KC数海况，且没有对浮筒分段进行边界处理的问题。根据本专利技术的一个方面，提供一种斜向均勻流作用下的FISHFRAM浮筒分段模型水平强迫振动实验装置，包括浮筒分段模块、第一端部假体模块、第二端部假体模块、第一固定模块、第二固定模块、第一滑动模块、第二滑动模块和测量分析控制模块，其中浮筒分段模块两端分别与第一端部假体模块和第二端部假体模块连接，第一固定模块分别与第一端部假体和第一滑动模块连接，第二固定模块分别与第二端部假体和第二滑动模块连接， 第一滑动模块用于与拖车一端底部固定连接，第二滑动模块用于与拖车另一端底部固定连接，测量分析控制模块设置于拖车上，分别与浮筒分段模块、第一端部假体模块、第二端部假体模块、第一滑动模块、第二滑动模块相连接。优选地，所述第一端部假体模块包括第一假体外筒、第一三分力仪、第一三分力仪固定板、第一楔块、第一支座、第一调整组件、第一固定板、第一垫板、第一挡流板，其中 第一假体外筒与第一挡流板固定，第一三分力仪分别与浮筒分段模块中的第一固定接头、 第二固定接头和第一三分力仪固定板相连，第一三分力仪固定板一端与第一三分力仪连接，另一端与第一楔块固接，第一楔块贯穿第一挡流板，并在第一挡流板内侧用第一支座与第一挡流板固接，第一挡流板另一侧的第一楔块与第一垫板连接，第一固定板通过第一垫板与第一楔块固接，第一调整组件分别与第一固定板和第一固定模块固接；第一假体外筒轴心线与档流板平面的法线成一定夹角，第一三分力仪固定板中心线及第一三分力仪中心线均与第一假体外筒轴心线重合，第一三分力仪与第一楔块斜侧面垂直固定；所述第二端部假体模块包括第二假体外筒、第二三分力仪、第二三分力仪固定板、第二楔块、第二支座、第二调整组件、第二固定板、第二垫板、第二挡流板，其中第二假体外筒与第二挡流板固定，第二三分力仪分别与浮筒分段模块中的第一固定接头、第二固定接头和第二三分力仪固定板相连，第二三分力仪固定板一端与第二三分力仪连接，另一端与第二楔块固接，第二楔块贯穿第二挡流板，并在第二挡流板内侧用第二支座与第二挡流板固接，第二挡流板另一侧的第二楔块与第二垫板连接，第二固定板通过第二垫板与第二楔块固接，第二调整组件分别与第二固定板和第一固定模块固接；第二假体外筒轴心线与档流板平面的法线成一定夹角，第二三分力仪固定板中心线及第二三分力仪中心线均与第二假体外筒轴心线重合，第二三分力仪与第二楔块斜侧面垂直固定。优选地，所述浮筒分段模块包括支撑杆、挂钩、光纤传感器、重锤、渔网、浮筒分段模型、第一固定接头、第二固定接头和两个第三三分力仪，其中光纤传感器布置在渔网上， 重锤布置在渔网的底部，渔网挂在支撑杆上，支撑杆两端安装有挂钩；浮筒分段模型两端分别与第一固定接头和第二固定接头连接，第一固定接头与第一端部假体模块连接，第二固定接头与第二端部假体模块连接，两个第三三分力仪固定在浮筒分段模型的内部，其外侧分别安装在第一固定接头和第二固定接头上，内侧上安装挂钩。优选地，所述第一滑动模块包括第一动力组件、第一法兰装置、第一滑块、第一导链、第一滑动轨道、第一支撑架，其中第一动力组件通过第一法兰装置与第一滑动轨道相连，其旋转轴通过第一导链连接至第一滑块，第一滑块滑动支撑在第一滑动轨道上，并与第一固定模块相固接，第一支撑架上端用于与拖车固接，下端与第一滑动轨道固接，第一滑动轨道平行于拖曳水池池底并与第一固定模块垂直；所述第二滑动模块包括第二动力组件、第二法兰装置、第二滑块、第二导链、第二滑动轨道、第二支撑架，其中第二动力组件通过第二法兰装置与第二滑动轨道相连，其旋转轴通过第二导链连接至第二滑块，第二滑块滑动支撑在第二滑动轨道上，并与第一固定模块相固接，第二支撑架上端用于与拖车固接， 下端与第二滑动轨道固接，第二滑动轨道平行于拖曳水池池底并与第一固定模块垂直。优选地，所述第一固定模块包括第一整流罩、第一垂直固定板和第一垂直固定块组成；所述第一垂直固定板安装在第一滑动模块中的第一滑块上，其上滑动安装有第一垂直固定块，两侧安装有第一整流罩；所述第一垂直固定块与第一端部假体模块中的第一调整组件固接；所述第二固定模块包括第二整流罩、第二垂直固定板和第二垂直固定块；所述第二垂直固定板安装在第二滑动模块中的第二滑块上，其上滑动安装有第二垂直固定块，两侧安装有第二整流罩；所述第二垂直固定块与第二端部假体模块中的第二调整组件固接。优选地，所述测量分析控制模块包括数据采集处理器、运动控制器和显示器，其中数据采集处理器的输入端与所述第一端部假体模块的第一三分力仪和第二端部假体模块的第二三分力仪、浮筒分段模块中的两个第三三分力仪、以及光纤传感器相连接，其输出端与显示器相连接；运动控制器包括运动控制输出端口和图像显示端口，运动控制输出端口与上述第一滑动模块的第一动力组件相、第二滑动模块的第二动力组件相连接，图像显示端口与显示器相连接。本专利技术具有的优点和积极效果是本专利技术通过在渔网上设置光纤传感器可以测出渔网局部的受力情况，通过在浮筒模块内侧设置三分力仪可以测出渔网整体的受力情况，通过在浮筒模块外侧设置三分力仪可以测出渔网和浮筒模块整体的受力情况，应用本专利技术进行系列实验，能得到不同流速下浮筒 (含渔网)受力图谱，可以应用于FISHFRAM模型的受力预报。本专利技术采用特殊的端部假体装置，解决了模型边界效应的问题。同时本专利技术采用的浮筒分段其尺寸与真实的FISHFRAM浮筒分段相同，这样子在正常的拖车运动速度范围内，试验工况可以达到实KC数范围，有效地避免了尺度效应。附图说明图1是本专利技术提供的实验装置在拖车上的安装示意图； 图2是本专利技术提供的实验装置的结构示意图3是本专利技术提供的实验装置的俯视图； 图4是本专利技术提供的浮筒分段模块的结构示意图； 图5是本专利技术提供的端部假体模块的结构示意图； 本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种斜向均匀流作用下的ＦＩＳＨＦＲＡＭ浮筒分段模型水平强迫振动实验装置，其特征在于，包括浮筒分段模块、第一端部假体模块、第二端部假体模块、第一固定模块、第二固定模块、第一滑动模块、第二滑动模块和测量分析控制模块，其中：浮筒分段模块两端分别与第一端部假体模块和第二端部假体模块连接，第一固定模块分别与第一端部假体和第一滑动模块连接，第二固定模块分别与第二端部假体和第二滑动模块连接，第一滑动模块用于与拖车一端底部固定连接，第二滑动模块用于与拖车另一端底部固定连接，测量分析控制模块设置于拖车上，分别与浮筒分段模块、第一端部假体模块、第二端部假体模块、第一滑动模块、第二滑动模块相连接。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：付世晓，许玉旺，胡克，周青，李鲤，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31
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