[發明專利]一種研究立柱-網衣結構耦合水動力特性的試驗裝置

有效

• 申請號: 202210636659.0
• 申請日: 2022-06-07
• 公開（公告）號: CN114894437B
• 公開（公告）日: 2023-03-17
• 發明（設計）人: 張顯濤;王瀚彬;俞嘉臻;張雪燕;李欣;田新亮
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00;G01L5/16
• 代理公司: 上海旭誠知識產權代理有限公司 31220
• 代理人: 鄭立

本發明公開了一種研究立柱?網衣結構耦合水動力特性的試驗裝置，包括整體支撐框架、網衣角度調節裝置、網衣移動裝置、伸縮桿、六分力傳感器、連接桿、網衣框架、網衣和立柱；整體支撐框架對實驗裝置起支撐作用；通過網衣角度調節裝置可以精確地調整網衣之間的夾角；網衣移動裝置設置于整體支撐框架上并可在整體支撐框架上進行移動；伸縮桿的另一端與六分力傳感器固定連接；六分力傳感器的與連接桿固定連接；連接桿與網衣框架固定連接；立柱的兩端分別與連接桿固定連接；網衣固定于網衣框架中。本發明通過模塊化、可拆卸式的設計，實現了立柱結構和網衣結構的多種組合，提供一種具有更多功能的試驗裝置來滿足所需的試驗工況。

技術領域

本發明涉及船舶與海洋工程領域，尤其涉及一種用于研究深遠海養殖裝備立柱-網衣結構耦合水動力特性的試驗裝置。

背景技術

近幾年網箱養殖行業迅猛發展，國內也開始著手對網箱的研究。由于近海養殖空間的限制和愈發嚴重的環境問題，海水養殖逐漸向深海領域推進。半潛式養殖裝備作為一種典型的深遠海養殖裝備，其結構特征為整體剛性框架和多網片的組合結構。對其在海洋環境中的具體水動力特性的研究仍然有限，目前對于網箱的水動力計算一般是將外部框架和網衣結構分開求解，然后疊加得到整體結構受力，并未考慮到框架與網衣之間的水動力相互影響。國內外的網箱框架大多為圓柱型結構，從局部來看，整個網箱框架是由若干個網衣-立柱-網衣結構組成，所以了解立柱-網衣結構的耦合水動力特性是當下的研究熱點。

在研究網衣結構的水動力特性中，模型試驗是非常關鍵的研究方法。通常情況下對于網衣水動力的研究一般分為流場和受力的測量，即研究水流經過網衣結構前后流場的變化以及網衣受力的變化。所要用到的設備為力傳感器和PIV測量儀。目前國內外使用的模型裝置都以單網衣裝置為主，裝置簡單，易于安裝，但是考慮到更多網衣參數和環境變量，如網衣與流的夾角、多網衣系統、網衣與其他結構的組合等，這些網衣裝置則不能滿足這些試驗條件。因此，在研究立柱-網衣結構的水動力特性中，需要一種具有更多功能的試驗裝置來滿足所需的試驗工況。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種用于研究深遠海養殖裝備立柱-網衣結構耦合水動力特性的新型試驗裝置。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明所要解決的技術問題是如何通過模塊化、可拆卸式的設計，實現立柱結構和網衣結構的多種組合，以便于在研究立柱-網衣結構的水動力特性中，提供一種具有更多功能的試驗裝置來滿足所需的試驗工況。

為實現以上目的，本發明提供了一種研究立柱-網衣結構耦合水動力特性的試驗裝置，其特征在于，包括整體支撐框架、網衣角度調節裝置、網衣移動裝置、伸縮桿、六分力傳感器、連接桿、網衣框架、網衣和立柱；所述整體支撐框架為框架式結構，對所述實驗裝置起支撐作用；所述網衣角度調節裝置的一端與所述網衣移動裝置固定連接，另一端與所述伸縮桿固定連接，通過所述網衣角度調節裝置可以精確地調整所述網衣之間的夾角；所述網衣移動裝置設置于所述整體支撐框架上并可在所述整體支撐框架上進行移動；所述伸縮桿與所述六分力傳感器固定連接；所述六分力傳感器與所述連接桿固定連接；所述連接桿與所述網衣框架固定連接；所述網衣固定于所述網衣框架中；所述立柱的兩端分別與所述連接桿固定連接。

進一步地，所述整體支撐框架由鋁合金框架組成，上端的長度方向較長，兩端伸出的橫梁可橫置于水槽之上，用于懸掛式放置，底部設有腳墊，可用于坐底式放置。

進一步地，所述網衣角度調節裝置在每個所述網衣框架的頂部和底部各有一套，并配備有角度盤，可以精確地調整兩個所述網衣之間的夾角，所述網衣角度調節裝置還包括套環，所述套環與所述伸縮桿相配合，所述伸縮桿在所述套環內可以旋轉，所述套環與所述網衣移動裝置通過可松緊的螺紋固定連接，從而實現旋轉功能。