本發(fā)明涉及一種垂蕩板，具體涉及一種分形透孔垂蕩板。

背景技術(shù)：

隨著風(fēng)能行業(yè)的發(fā)展，海上風(fēng)電開發(fā)已成為必然趨勢。因此風(fēng)力機(jī)也有著從陸上到海上、從小型到大型、從固定到漂浮的發(fā)展趨勢。對于海上漂浮式風(fēng)力機(jī)，起支撐作用的是漂浮式平臺，海上漂浮式Spar平臺的四周配以系泊系統(tǒng)以便平臺可以更好的定位，海上漂浮式平臺因受海上風(fēng)載荷、波載荷、海流載荷等各種載荷作用而發(fā)生搖擺，為了增加平臺的穩(wěn)定性，將垂蕩板設(shè)置在平臺的水下部分，垂蕩板的引用不僅為整體結(jié)構(gòu)提供額外的粘性阻尼，而且會提高整體結(jié)構(gòu)的附加質(zhì)量；垂蕩板可以取代靠大吃水的Spar主體，降低了Spar平臺的造價(jià)，最為重要的可以降低平臺響應(yīng)，進(jìn)一步地，在垂蕩板上打孔可以增加平臺阻尼從而增加了平臺的穩(wěn)定性。

在垂蕩板打孔且有不同的解決方案，一種解決方案是在垂蕩板上打不同數(shù)目的相同半徑的孔，該方法孔的半徑太過死板，雖加工簡單但不能很好的進(jìn)一步增加平臺的穩(wěn)定性；另一種解決方案是在垂蕩板上打有不同半徑的孔，憑個(gè)人主觀在垂蕩板上排布打孔位置，打孔位置沒有理論依據(jù)，全憑研究人的主觀性選擇打孔，屬于隨意打孔；另外還有僅考慮垂蕩板透空率來打孔，該方法考慮簡單，盲目性大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決上述問題而進(jìn)行的，目的在于提供一種分形透孔垂蕩板。

本發(fā)明提供了一種分形透孔垂蕩板，具有這樣的特征，包括垂蕩板，該垂蕩板設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)垂直于板面的通孔，復(fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置的。

在本發(fā)明提供的分形透孔垂蕩板中，還可以具有這樣的特征：其中，分形模式包括在幾何形狀上的自相似迭代。

另外，在本發(fā)明提供的分形透孔垂蕩板中，還可以具有這樣的特征：其中，分形模式是謝爾賓斯基分形。

另外，在本發(fā)明提供的分形透孔垂蕩板中，還可以具有這樣的特征：其中，分形模式基于謝爾賓斯基三角形分形圖形，在非共邊三角形內(nèi)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)切圓孔。

另外，在本發(fā)明提供的分形透孔垂蕩板中，還可以具有這樣的特征：其中，分形模式基于謝爾賓斯基正多邊形分形圖形，在非共邊正多邊形內(nèi)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)切圓孔。

另外，在本發(fā)明提供的分形透孔垂蕩板中，還可以具有這樣的特征：其中，垂蕩板為圓形板。

發(fā)明的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的分形透孔垂蕩板，具有這樣的特征，包括垂蕩板，該垂蕩板設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)垂直于板面的通孔，復(fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置的。因?yàn)榇故幇迳系膹?fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置的，所以，本發(fā)明的分形透孔垂蕩板安裝在漂浮平臺上后，具有增加漂浮平臺阻尼，優(yōu)化漂浮平臺響應(yīng)的作用，使得漂浮平臺的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。

附圖說明

圖1是漂浮式風(fēng)力機(jī)與垂蕩板示意圖，其中，a是設(shè)置有分形圖形垂蕩板的漂浮式風(fēng)力機(jī)，b是圖1(a)中C的局部放大圖；

圖2是漂浮式平臺垂蕩自由度上對響應(yīng)對比曲線圖；

圖3是漂浮式平臺六個(gè)方向上的自由度的示意圖；

圖4是謝爾賓斯基三角形分形圖形示意圖；

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中謝爾賓斯基三角形分形圖形圓形垂蕩板示意圖；

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中謝爾賓斯基四邊形分形圖形圓形垂蕩板示意圖；以及

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例中謝爾賓斯基五邊形分形圖形圓形垂蕩板示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本發(fā)明實(shí)現(xiàn)的技術(shù)手段、創(chuàng)作特征、達(dá)成目的與功效易于明白了解，以下實(shí)施例結(jié)合附圖對本發(fā)明分形透孔垂蕩板作具體闡述。

圖1是漂浮式風(fēng)力機(jī)與垂蕩板示意圖，其中，a是設(shè)置有分形圖形垂蕩板的漂浮式風(fēng)力機(jī)，b是圖1(a)中C的局部放大圖。

分形幾何學(xué)是一門以不規(guī)則幾何形態(tài)為研究對象的學(xué)科，但其研究對象普遍存在與大自然界中，因此被稱作為“大自然的幾何學(xué)”；分形幾何學(xué)的運(yùn)用亦是模仿大自然現(xiàn)象，象仿生學(xué)一樣收到了很好的效果。分形幾何學(xué)理論在很多科學(xué)領(lǐng)域都有很好的應(yīng)用，如分形表面結(jié)構(gòu)式換熱器不僅提高了換熱器的散熱效果而且由于其結(jié)構(gòu)上的合理性提高了換熱器的使用壽命，并且具有節(jié)能效應(yīng)；再如分形孔在噴射器噴射板上的運(yùn)用也非常成功。采用分形打孔的垂蕩板對改善漂浮式平臺的穩(wěn)定性具有明顯的作用，采用不同的分維數(shù)幾何圖形打孔將有不同的透空率，但在一種分行維幾何圖形條件下，其透空率將趨近一個(gè)值。

如圖1(b)所示，當(dāng)采用圖中的分形圖形，第一級孔半徑是第二級孔半徑的三倍，其打孔面積趨近S，因此固透空率趨近一個(gè)值。

$S=S_0\underset{i=1}{\overset{\mathrm{\∞}}{\Σ}}{\left(\frac{2}{9}\right)}^{i-1}---\left(1\right)$

其中，S₀為中間大孔打孔面積。

圖2是漂浮式平臺垂蕩自由度上對響應(yīng)對比曲線圖。

圖3是漂浮式平臺六個(gè)方向上的自由度的示意圖。

如圖2、圖3所示，漂浮式平臺六個(gè)方向上的自由度分別為沿X、Y、Z軸方向的縱蕩、橫蕩、垂蕩，以及圍繞X、Y、Z軸的縱搖、橫搖、首搖。依據(jù)對分形打孔垂蕩板、傳統(tǒng)垂蕩板以及無垂蕩板漂浮式平臺分別進(jìn)行實(shí)驗(yàn)得到的數(shù)值進(jìn)行計(jì)算后得出：曲線1為無垂蕩板漂浮式平臺的響應(yīng)；曲線2為設(shè)置傳統(tǒng)垂蕩板漂浮式平臺的響應(yīng)；曲線3為設(shè)置分形打孔垂蕩板漂浮式平臺的響應(yīng)。根據(jù)圖2中的曲線圖，可以看出具有分形透空垂蕩板的漂浮式平臺其垂蕩方向響應(yīng)優(yōu)與其他兩個(gè)平臺，因此根據(jù)理論及數(shù)值分析可知分形打孔的運(yùn)用更好的降低了平臺的響應(yīng)。

圖4是謝爾賓斯基三角形分形圖形示意圖。

如圖4所示，謝爾賓斯基三角形分形圖形中白色三角形為非共邊三角形。

圖5是本發(fā)明的實(shí)施例中謝爾賓斯基三角形分形圖形圓形垂蕩板示意圖。

如圖5所示，本發(fā)明的實(shí)施例中垂蕩板為圓形板，垂蕩板設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)垂直于板面的通孔，復(fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置，該分形模式基于謝爾賓斯基三角形分形圖形且分形模式包括在幾何形狀上的自相似迭代，在非共邊三角形內(nèi)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)切圓孔。

圖6是本發(fā)明的實(shí)施例中謝爾賓斯基四邊形分形圖形圓形垂蕩板示意圖。

如圖6所示，本發(fā)明的實(shí)施例中垂蕩板為圓形板，垂蕩板設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)垂直于板面的通孔，復(fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置，該分形模式基于謝爾賓斯基四邊形分形圖形且分形模式包括在幾何形狀上的自相似迭代，在非共邊四邊形內(nèi)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)切圓孔。

圖7是本發(fā)明的實(shí)施例中謝爾賓斯基五邊形分形圖形圓形垂蕩板示意圖。

如圖7所示，本發(fā)明的實(shí)施例中垂蕩板為圓形板，垂蕩板設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)垂直于板面的通孔，復(fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置，該分形模式基于謝爾賓斯基五邊形分形圖形且分形模式包括在幾何形狀上的自相似迭代，在非共邊五邊形內(nèi)設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)內(nèi)切圓孔。

實(shí)施例的作用與效果

根據(jù)本發(fā)明所涉及的分形透孔垂蕩板，具有這樣的特征，包括垂蕩板，該垂蕩板設(shè)置有復(fù)數(shù)個(gè)垂直于板面的通孔，復(fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置的。因?yàn)榇故幇迳系膹?fù)數(shù)個(gè)通孔是分形模式設(shè)置的，所以，本發(fā)明的分形透孔垂蕩板安裝在漂浮平臺上后，具有增加漂浮平臺阻尼，優(yōu)化漂浮平臺響應(yīng)的作用，使得漂浮平臺的穩(wěn)定性進(jìn)一步提高。

另外，本實(shí)施例中在謝爾賓斯基三角形內(nèi)打有圓孔是為了避免孔與孔之間出現(xiàn)穿透現(xiàn)象從而產(chǎn)生的整體脫落，而且研究表明打孔形狀為圓形時(shí)垂蕩板的使用效果最好。

進(jìn)一步地，本實(shí)施例中采用在非共邊三角形區(qū)域打孔，是為了避免打有圓孔之間出現(xiàn)孔孔相切狀況出現(xiàn)而產(chǎn)生的板塊脫落。