[發明專利]一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置及其測量方法

有效

• 申請號: 202110579488.8
• 申請日: 2021-05-26
• 公開（公告）號: CN113514224B
• 公開（公告）日: 2022-10-04
• 發明（設計）人: 劉楨;梁旭;孔令澎;員來
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 吳昌榀

本發明屬于海洋工程領域，具體涉及一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置及其測量方法，包括吊掛組件、強迫振動驅動組件、線位移傳感器及拉力傳感器，所述吊掛組件包括第一吊掛繩，吊掛組件用以對試驗件進行吊掛，所述強迫振動驅動組件與第一吊掛繩配合連接，其通過第一吊掛繩與試驗件連接，并用以驅動試驗件在垂直方向上運動，所述線位移傳感器用以采集試驗件的位移數據，所述拉力傳感器用以采集試驗件所受到的水動力。本發明解決了傳統方式測量根據手冊和經驗公式查找水動力系數精度低，不準確，成本高等問題，建立了海底電纜水動力系數測量裝置。

技術領域

本發明屬于海洋工程領域，具體涉及一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置及其測量方法。

背景技術

隨著我國對新能源需求不斷增長，我國海上風電的開發逐步由淺水走向深水。風電因為其具有無污染，可持續性發展、易于獲得等優點，越來越成為世界各國所重視發展的清潔能源。

海底電纜作為海上風電系統的關鍵結構，對其下放與敷設過程的控制與操作極其重要。需要預測海底電纜在下放過程中的運動響應與動力響應，并對其所受到的水動力進行分析和計算，準確計算出下放電纜所受載荷，以擴大適用船只的范圍，提高作業安全系數。

目前關于水動力系數(阻尼系數、附加質量系數)的測量存在以下幾個方面的問題：(1)目前測量海底電纜阻力系數都是通過DNV手冊或相關的經驗公式估算得到，并無成體系的研究測量方法來準確獲得電纜的阻力系數。(2)目前測量附加質量系數通常取電纜振蕩速度為零的極值點來測算，因為此時的流阻力趨向于零，但在實際情況中流阻力通常是存在的，這使得試驗過程并不能真實的模擬實際振蕩過程。因此，研發一套精確、高效的海底電纜水動力系數測量裝置是非常必要的。

發明內容

為了彌補現有技術的不足，本發明提供一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置及其測量方法技術方案。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置，其特征在于包括

吊掛組件，所述吊掛組件包括第一吊掛繩，吊掛組件用以對試驗件進行吊掛；

強迫振動驅動組件，所述強迫振動驅動組件與第一吊掛繩配合連接，其通過第一吊掛繩與試驗件連接，并用以驅動試驗件在垂直方向上運動；

線位移傳感器，所述線位移傳感器用以采集試驗件的位移數據；以及

拉力傳感器，所述拉力傳感器用以采集試驗件所受到的水動力。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置，其特征在于所述拉力傳感器包括第一拉力傳感器，所述吊掛組件還包括若干第二吊掛繩，所述第一吊掛繩用以與第一拉力傳感器配合連接，第一拉力傳感器用以與所述若干第二吊掛繩配合連接，所述若干第二吊掛繩用以吊掛試驗件。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置，其特征在于所述吊掛組件所述第一吊掛繩通過設置的第一緩沖彈簧與第一拉力傳感器配合連接。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置，其特征在于還包括系泊組件，所述系泊組件包括第一系泊繩、若干第二系泊繩和第二緩沖彈簧，所述第一系泊繩一端用以系泊，另一端用以與第二緩沖彈簧配合連接，所述第二緩沖彈簧用以與所述若干第二系泊繩配合連接，所述若干第二系泊繩用以與試驗件配合連接。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置，其特征在于所述拉力傳感器包括第二拉力傳感器，所述第二緩沖彈簧通過第二拉力傳感器與所述若干第二系泊繩配合連接。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置，其特征在于所述線位移傳感器通過設置的延長線與試驗件連接。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量裝置，其特征在于所述強迫振動驅動組件包括用以卷繞第一吊掛繩的卷筒和用以驅動卷筒旋轉的電機，所述電機能夠正反轉。

所述的一種高壓海底電纜水動力系數測量方法，其特征在于包括