[實用新型]一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統

有效

• 申請號: 201920697039.1
• 申請日: 2019-05-16
• 公開（公告）號: CN210239915U
• 公開（公告）日: 2020-04-03
• 發明（設計）人: 彭志科;溫斌榮;田新亮;劉浩學;趙永生;董興建
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: F03D17/00
• 分類號: F03D17/00
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

1.一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，包括造風系統、六自由度運動平臺、模型風機系統、風輪尾跡探測系統、控制系統和集成信號采集系統；所述模型風機系統固定安裝于所述六自由度運動平臺上，所述模型風機系統設置于所述造風系統的下游；所述模型風機系統的工作面與所述造風系統的出風方向相對設置；所述風輪尾跡探測系統設置于所述模型風機系統的下游并處在所述模型風機系統的風輪尾跡的區域內；所述造風系統被配置為產生定常或非定常入流風場；所述六自由度運動平臺被配置為模擬海上浮式風機在海洋環境作用下的靜態浮體姿態和動態浮體姿態。

2.如權利要求1所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述造風系統包括軸流風機、圓轉方整流器、蜂窩狀整流罩，所述軸流風機的數量大于等于1，所述圓轉方整流器的數量與所述軸流風機的數量相等，所述圓轉方整流器的圓形入口固定設置在所述軸流風機的出風口，所述蜂窩狀整流罩設置在所述圓轉方整流器的方形出口處。

3.如權利要求2所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述軸流風機的數量為16，16個所述軸流風機以4×4布局排列，所述蜂窩狀整流罩包括第一整流罩、第二整流罩，所述第一整流罩的右側設置在各個所述圓轉方整流器的方形出口處，所述第二整流罩設置在所述第一整流罩左側。

4.如權利要求3所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述六自由度運動平臺包括電缸、上工作平臺和下工作平臺；所述下工作平臺固定設置，所述電缸的第一端與所述上工作平臺球鉸連接，所述電缸的第二端與所述下工作平臺球鉸連接；所述電缸的數量為6個，6個所述電缸均布設置在所述上工作平臺和所述下工作平臺之間。

5.如權利要求4所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述電缸包括絲桿和驅動電機，所述絲桿為滾珠絲桿或滾柱絲杠，所述驅動電機為伺服電機，所述電缸的第二端為非伸長端。

6.如權利要求5所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述模型風機系統包括風輪、機艙和塔筒；

所述風輪包括輪轂、三個葉片、變槳距控制機構，所述風輪轉動的盤面完全被所述造風系統產生的所述入流風場覆蓋；所述葉片由碳纖維制成；所述變槳距控制機構被配置為調節所述葉片的槳距角；

所述機艙包括直流電機、機艙結構件、主軸，所述機艙結構件為鋁合金材質，所述直流電機固定設置在所述機艙內，所述直流電機的輸出軸與所述主軸一端固定連接，所述風輪的所述輪轂與所述主軸的另一端固定連接，

所述塔筒為底部大、頂部小的錐狀剛性構件，所述塔筒的材質為碳纖維，所述機艙安裝在所述塔筒的頂部，所述塔筒的底部固定安裝在所述上工作平臺上。

7.如權利要求6所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述風輪尾跡探測系統包括多通道熱線風速儀、風速儀夾具，所述多通道熱線風速儀固定安裝于所述風速儀夾具上，所述風速儀夾具包括夾具旋轉機構、夾具移動機構。

8.如權利要求7所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述控制系統與所述造風系統、所述六自由度運動平臺、所述模型風機系統的各個驅動裝置電氣連接，所述控制系統與所述集成信號采集系統電氣連接，各個所述軸流風機可以獨立運轉。

9.如權利要求8所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述集成信號采集系統包括扭矩傳感器、第一六分力計、第二六分力計、三自由度加速度傳感器。

10.如權利要求9所述的一種海上浮式風機非定常氣動特性試驗研究系統，其特征在于，所述扭矩傳感器和所述三自由度加速度傳感器設置在所述模型風機系統內，所述扭矩傳感器被配置為監測所述風輪的氣動扭矩，所述三自由度加速度傳感器被配置為監測機艙的振動信號；所述第一六分力計設置在所述塔筒頂部，所述第一六分力計配置為監測所述塔筒頂部的受力，所述第二六分力計設置在所述塔筒底部，所述第二六分力計配置為監測所述塔筒底部的受力。