[發明專利]內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統

有效

• 申請號: 201811283333.4
• 申請日: 2018-10-31
• 公開（公告）號: CN109436197B
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 王智峰;崔俊男;董勝;陶山山;張日
• 申請（專利權）人: 中國海洋大學
• 主分類號: B63B79/20
• 分類號: B63B79/20;B63B79/30
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 王丹丹

1.內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統，其特征在于，包括實驗槽(9)、浮式結構模型(1)、運動響應記錄單元(2)、錨鏈單元(3)以及錨鏈測力單元(4)，所述運動響應記錄單元(2)設置在浮式結構模型(1)的重心處，浮式結構模型(1)與錨鏈單元(3)相連以實現對其固定，錨鏈測力單元(4)與錨鏈單元(3)相連；

所述浮式結構模型(1)從上至下依次包括平臺主體模塊(11)、運動響應記錄單元安裝模塊(12)和配重模塊(13)，平臺主體模塊(11)、運動響應記錄單元安裝模塊(12)和配重模塊(13)之間通過螺紋密封連接；

所述運動響應記錄單元(2)包括微處理器以及與微處理器相連的微電子陀螺儀、微電子加速儀、無線傳輸模塊和電源模塊，微電子陀螺儀用以采集體坐標系下浮式結構模型的橫搖、縱搖和艏搖信息，所述微電子加速儀用以采集體坐標系下浮式結構模型的橫蕩、縱蕩和垂蕩及其三向受力信息，所述體坐標系的原點位于浮式結構模型的重心位置，沿內孤立波的傳播方向為Xt軸，鉛垂方向豎直向上為Zt軸，Yt軸根據右手定則確定，微電子陀螺儀和微電子加速儀將采集的信息傳輸至微處理器進行預處理，獲得浮式結構模型的運動姿態數據，然后經無線傳輸模塊上傳至上位機進行數據記錄及處理分析，并獲得運動響應結果；

所述錨鏈單元(3)包括錨鏈模型(32)以及重力墜物(31)，所述錨鏈模型(32)用以模擬實際錨鏈受力，所述重力墜物(31)采用鉛塊，以模擬錨鏈的錨固連接；所述錨鏈測力單元(4)包括光纖布拉格光柵連接線(41)和光纖光柵解調器(42)，所述光纖布拉格光柵連接線(41)的一端與錨鏈模型(32)相連，另一端與光纖光柵解調器(42)相連，以通過光纖光柵解調器測量錨鏈模型中傳播的波長變化。

2.根據權利要求1所述的內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統，其特征在于：所述錨鏈模型(32)采用光纖光柵，光纖光柵的表面設置有涂覆層，所述涂覆層采用柔性材料制作。

3.根據權利要求1所述的內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統，其特征在于：所述錨鏈模型采用柔性材料制作以模擬實際錨鏈受力狀態，錨鏈模型的表面嵌設有光纖布拉格光柵(44)，所述光纖布拉格光柵(44)沿錨鏈模型(32)的長度方向設置，并沿錨鏈模型(32)的圓周方向均勻布設有多根。

4.根據權利要求2或3所述的內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統，其特征在于：所述柔性材料為尼龍、聚乙烯、聚丙烯或聚氯乙烯。

5.根據權利要求3所述的內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統，其特征在于：所述光纖布拉格光柵(44)從內至外依次包括光纖(48)、內包裹層(47)和外包裹層(45)，沿光纖(48)長度方向等間距布設有光柵(46)。

6.根據權利要求5所述的內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統，其特征在于：所述光纖(48)上設置有多段光柵(46)。

7.根據權利要求2或3所述的內孤立波作用下海洋浮式結構的耦合運動及測力模擬實驗系統，其特征在于：所述實驗槽(9)中的內孤立波(7)通過重力塌陷法制取，在實驗槽(9)內還設置有消波裝置(8)。