專利名稱：Fishfarm浮筒分段實驗?zāi)Ｐ偷闹谱鞣椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā) 明屬于海洋工程領(lǐng)域，具體地涉及一種FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ汀?
背景技術(shù)：
FISHFARM整套結(jié)構(gòu)置于海中，其上部浮筒和漁網(wǎng)都將受到海流以及波浪的水動力作用。因此對于FISHFARM整體結(jié)構(gòu)的動力分析是其能否應(yīng)用于工程實踐的關(guān)鍵所在，而采用的方法多為模型試驗。然而，現(xiàn)有的試驗?zāi)Ｐ投酁镕ISHFARM的整體模型，在試驗水池有限的空間內(nèi)，需要采用很大的縮尺比，造成KC數(shù)過小，從而不可避免的出現(xiàn)尺度效應(yīng)。另外，為了將研究問題簡化，F(xiàn)ISHFARM的水動力響應(yīng)的研究中，理論研究者們開始關(guān)注于將整個環(huán)形的結(jié)構(gòu)分解成為許多獨立的分段。而獨立分段則又可以看作線性剛性圓柱體來研究。通過研究分段的水動力性能進而評估整個環(huán)形的FISHFARM的水動力性能。而在假設(shè)的均勻來流海況下， 不同位置的分段與流向的夾角是不同的，因此導(dǎo)致其水動力性能必然不同，因此需要對其進行分別研究。理論工作者們得出的這些局部分段對海流海浪的響應(yīng)特性急需相應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)。而現(xiàn)有的分段模型試驗或者只能測量網(wǎng)衣的整體受力，不能測量局部每一根網(wǎng)線上的受力；或者只能測量無網(wǎng)衣的浮筒的受力。這些實驗數(shù)據(jù)均不能很好的揭示網(wǎng)衣和浮筒的耦合效應(yīng)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明實施例的目的在于提供一種FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ停荚诮鉀Q現(xiàn)有試驗?zāi)Ｐ途窒抻谡w模型，尺度效應(yīng)較大，只能模擬較低KC數(shù)海況，或者只能測量網(wǎng)衣的整體受力，且沒有對浮筒分段進行邊界處理的問題。根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ?，包括浮筒分段模塊、第一端部假體模塊、第二端部假體模塊和測量分析模塊，其中浮筒分段模塊兩端分別與第一端部假體模塊和第二端部假體模塊連接，測量分析模塊分別與浮筒分段模塊、第一端部假體模塊、第二端部假體模塊相連接。優(yōu)選地，所述浮筒分段模塊包括支撐桿、掛鉤、光纖傳感器、重錘、漁網(wǎng)、浮筒分段模型、第一固定接頭、第二固定接頭和兩個第三三分力儀，其中光纖傳感器布置在漁網(wǎng)上， 重錘布置在漁網(wǎng)的底部，漁網(wǎng)掛在支撐桿上，支撐桿兩端分別安裝有掛鉤；浮筒分段模型兩端分別與第一固定接頭以及第二固定接頭連接，第一固定接頭與第一端部假體模塊連接， 第二固定接頭與第二端部假體模塊連接，兩個第三三分力儀固定在浮筒分段模型的內(nèi)部， 其外側(cè)分別安裝在第一固定接頭、第二固定接頭上，內(nèi)側(cè)上安裝掛鉤。優(yōu)選地，所述第一端部假體模塊包括第一假體外筒、第一三分力儀、第一三分力儀固定板、第一楔塊、第一支座、第一擋流板和第一固定板，其中第一三分力儀分別與浮筒分段模塊中的第一固定接頭、第二固定接頭和第一三分力儀固定板相連，第一三分力儀固定板一端與第一三分力儀連接，另一端與第一楔塊固接，第一楔塊貫穿第一擋流板，并在第一擋流板內(nèi)側(cè)用第一支座與第一擋流板固接，在第一擋流板另一側(cè)用第一固定板與第一擋流板固接；所述第二端部假體模塊包括第二假體外筒、第二三分力儀、第二三分力儀固定板、第二楔塊、第二支座、第二擋流板和第二固定板，其中第二三分力儀分別與浮筒分段模塊中的第一固定接頭、第二固定接頭和第二三分力儀固定板相連，第二三分力儀固定板一端與第二三分力儀連接，另一端與第二楔塊固接，第二楔塊貫穿第二擋流板，并在第二擋流板內(nèi)側(cè)用第二支座與第二擋流板固接，在第二擋流板另一側(cè)用第二固定板與第二擋流板固接。優(yōu)選地，所述測量分析模塊包括數(shù)據(jù)采集處理器和顯示器，其中數(shù)據(jù)采集處理器的輸入端與所述第一端部假體模塊的第一三分力儀和第二端部假體模塊的第二三分力儀、 浮筒分段模塊中的兩個第三三 分力儀，以及光纖傳感器相連接，其輸出端與顯示器相連接。本發(fā)明具有的優(yōu)點和積極效果是
本發(fā)明通過在漁網(wǎng)上設(shè)置光纖傳感器可以測出漁網(wǎng)局部的受力情況，通過在浮筒模塊內(nèi)側(cè)設(shè)置三分力儀可以測出漁網(wǎng)整體的受力情況，通過在浮筒模塊外側(cè)設(shè)置三分力儀可以測出漁網(wǎng)和浮筒模塊整體的受力情況，應(yīng)用本發(fā)明進行系列實驗，能得到不同流速下浮筒 (含漁網(wǎng))受力圖譜，可以應(yīng)用于FISHFARM模型的受力預(yù)報。本發(fā)明采用特殊的端部假體裝置，解決了模型邊界效應(yīng)的問題。同時本發(fā)明采用的浮筒分段其尺寸與真實的FISHFARM浮筒分段相同，這樣子在正常的拖車運動速度范圍內(nèi)，試驗工況可以達到實KC數(shù)范圍，有效的避免了尺度效應(yīng)。


圖1是本發(fā)明提供的實驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖2是本發(fā)明提供的浮筒分段模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3是本發(fā)明提供的浮筒分段模塊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖； 圖4是本發(fā)明提供的端部假體模塊的結(jié)構(gòu)示意圖； 圖5是本發(fā)明提供的測量分析模塊的結(jié)構(gòu)示意圖6是本發(fā)明提供的端部假體模塊形狀可相應(yīng)變化的原理示意圖。
具體實施例方式為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。實施例1
如圖1和圖5所示，根據(jù)本發(fā)明提供的實驗?zāi)Ｐ桶ǜ⊥卜侄文K1、第一端部假體模塊2、第二端部假體模塊3和測量分析模塊4，其中浮筒分段模塊1兩端分別與第一端部假體模塊2和第二端部假體模塊3連接，測量分析模塊4分別與浮筒分段模塊1、第一端部假體模塊2、第二端部假體模塊3相連接。如圖2和圖3所示，所述浮筒分段模塊1包括支撐桿19、掛鉤18、光纖傳感器16、 重錘15、漁網(wǎng)14、浮筒分段模型11、第一固定接頭12、第二固定接頭13和兩個第三三分力儀17，其中光纖傳感器16布置在漁網(wǎng)14上，重錘15布置在漁網(wǎng)14的底部，漁網(wǎng)14掛在支撐桿19上，支撐桿19兩端分別安裝有掛鉤18 ；浮筒分段模型11兩端分別與第一固定接頭12以及第二固定接頭13連接，第一固定接頭12與第一端部假體模塊2連接，第二固定接頭13與第二端部假體模塊3連接，兩個第三三分力儀17固定在浮筒分段模型11的內(nèi)部， 其外側(cè)分別安裝在第一固定接頭12、第二固定接頭13上，內(nèi)側(cè)上安裝掛鉤18。如圖4所示，所述第一端部假體模塊2包括第一假體外筒20、第一三分力儀21、 第一三分力儀固定板22、第一楔塊23、第一支座24、第一擋流板25和第一固定板26，其中 第一三分力儀21分別與浮筒分段模塊1中的第一固定接頭12、第二固定接頭13和第一三分力儀固定板22相連，第一三分力儀固定板22 —端與第一三分力儀21連接，另一端與第一楔塊23固接，第一楔塊23貫穿第一擋流板25，并在第一擋流板25內(nèi)側(cè)用第一支座24與第一擋流板25固接，在第一擋流板25另一側(cè)用第一固定板26與第一擋流板25固接。所述第二端部假體模塊3與第一端部假體模塊2成鏡像對稱結(jié)構(gòu)，具體地，所述第二端部假體模塊3包括第二假體外筒、第二三分力儀、第二三分力儀固定板、第二楔塊、第二支座、第二擋流板和第二固定板，其中第二三分力儀分別與浮筒分段模塊1中的第一固定接頭12、 第二固定接頭13和第二三分力儀固定板相連，第二三分力儀固定板一端與第二三分力儀連接，另一端與第二楔塊固接，第二楔塊貫穿第二擋流板，并在第二擋流板內(nèi)側(cè)用第二支座與第二擋流板固接，在第二擋流板另一側(cè)用第二固定板與第二擋流板固接。如圖5所示，所述測量分析模塊4包括數(shù)據(jù)采集處理器41和顯示器42，其中數(shù)據(jù)采集處理器41的輸入端與所述第一端部假體模塊2的第一三分力儀21和第二端部假體模塊3的第二三分力儀、浮筒分段模塊1中的兩個第三三分力儀17、以及光纖傳感器16相連接，其輸出端與顯示器42相連接。實施例2
在本實施例中，第一端部假體模塊2、第二端部假體模塊3的形狀可以為了滿足邊界條件而作相應(yīng)的改動，如圖6所示，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。工作原理
試驗時，本裝置可以安裝在拖車上，由拖車拖動模擬均勻來流下的受力情況；也可以由電機驅(qū)動進行強迫振動實驗。試驗過程中，光纖傳感器16測量漁網(wǎng)14的局部受力，浮筒分段11內(nèi)的兩個第三三分力儀17測量漁網(wǎng)14的整體受力，端部假體2、3內(nèi)的兩個第三三分力儀21測量浮筒分段11和漁網(wǎng)14的整體受力，并將數(shù)值傳輸?shù)綔y量分析模塊4中的數(shù)據(jù)采集處理器41，數(shù)據(jù)采集處理器41進而將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器42顯示成可視數(shù)據(jù)。本發(fā)明通過在漁網(wǎng)14上設(shè)置光纖傳感器16可以測出漁網(wǎng)14局部的受力情況， 通過在浮筒分段模型11內(nèi)側(cè)設(shè)置第三三分力儀17可以測出漁網(wǎng)14整體的受力情況，通過在浮筒分段模型11外側(cè)設(shè)置三分力儀21可以測出漁網(wǎng)14和浮筒分段模型11整體的受力情況，應(yīng)用本發(fā)明進行系列實驗，能得到不同流速下浮筒(含漁網(wǎng))受力圖譜，可以應(yīng)用于FISHFARM模型的受力預(yù)報。本發(fā)明采用特殊的端部假體裝置，解決了模型邊界效應(yīng)的問題。同時本發(fā)明采用的浮筒分段其尺寸與真實的FISHFARM浮筒分段相同，這樣子在正常的拖車運動速度范圍內(nèi)，試驗工況可以達到實KC數(shù)范圍，有效的避免了尺度效應(yīng)。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已 ，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，包括浮筒分段模塊、第一端部假體模塊、第二端部假體模塊和測量分析模塊，其中浮筒分段模塊兩端分別與第一端部假體模塊和第二端部假體模塊連接，測量分析模塊分別與浮筒分段模塊、第一端部假體模塊、第二端部假體模塊相連接。
2.如權(quán)利要求1所述的FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ停涮卣髟谟?，所述浮筒分段模塊包括支撐桿、掛鉤、光纖傳感器、重錘、漁網(wǎng)、浮筒分段模型、第一固定接頭、第二固定接頭和兩個第三三分力儀，其中光纖傳感器布置在漁網(wǎng)上，重錘布置在漁網(wǎng)的底部，漁網(wǎng)掛在支撐桿上，支撐桿兩端分別安裝有掛鉤；浮筒分段模型兩端分別與第一固定接頭以及第二固定接頭連接，第一固定接頭與第一端部假體模塊連接，第二固定接頭與第二端部假體模塊連接，兩個第三三分力儀固定在浮筒分段模型的內(nèi)部，其外側(cè)分別安裝在第一固定接頭、 第二固定接頭上，內(nèi)側(cè)上安裝掛鉤。
3.如權(quán)利要求1所述的FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ停涮卣髟谟?，所述第一端部假體模塊包括第一假體外筒、第一三分力儀、第一三分力儀固定板、第一楔塊、第一支座、第一擋流板和第一固定板，其中第一三分力儀分別與浮筒分段模塊中的第一固定接頭、第二固定接頭和第一三分力儀固定板相連，第一三分力儀固定板一端與第一三分力儀連接，另一端與第一楔塊固接，第一楔塊貫穿第一擋流板，并在第一擋流板內(nèi)側(cè)用第一支座與第一擋流板固接，在第一擋流板另一側(cè)用第一固定板與第一擋流板固接；所述第二端部假體模塊包括第二假體外筒、第二三分力儀、第二三分力儀固定板、第二楔塊、第二支座、第二擋流板和第二固定板，其中第二三分力儀分別與浮筒分段模塊中的第一固定接頭、第二固定接頭和第二三分力儀固定板相連，第二三分力儀固定板一端與第二三分力儀連接，另一端與第二楔塊固接，第二楔塊貫穿第二擋流板，并在第二擋流板內(nèi)側(cè)用第二支座與第二擋流板固接，在第二擋流板另一側(cè)用第二固定板與第二擋流板固接。
4.如權(quán)利要求1至3中任一項所述的FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ?，其特征在于，所述測量分析模塊包括數(shù)據(jù)采集處理器和顯示器，其中數(shù)據(jù)采集處理器的輸入端與所述第一端部假體模塊的第一三分力儀和第二端部假體模塊的第二三分力儀、浮筒分段模塊中的兩個第三三分力儀，以及光纖傳感器相連接，其輸出端與顯示器相連接。
全文摘要
本發(fā)明提供一種FISHFARM浮筒分段實驗?zāi)Ｐ?，包括浮筒分段模塊、第一端部假體模塊、第二端部假體模塊和測量分析模塊，其中浮筒分段模塊兩端分別與第一端部假體模塊和第二端部假體模塊連接，測量分析模塊分別與浮筒分段模塊、第一端部假體模塊、第二端部假體模塊相連接。本發(fā)明通過在漁網(wǎng)上設(shè)置光纖傳感器可以測出漁網(wǎng)局部的受力情況，通過在浮筒分段模塊內(nèi)側(cè)設(shè)置三分力儀可以測出漁網(wǎng)整體的受力情況，通過在浮筒分段模塊外側(cè)設(shè)置三分力儀可以測出漁網(wǎng)和浮筒模塊整體的受力情況；采用特殊的端部假體裝置，解決了模型邊界效應(yīng)的問題；試驗工況可以達到實KC數(shù)范圍，避免了尺度效應(yīng)。
文檔編號G01M10/00GK102323039SQ201110231260
公開日2012年1月18日 申請日期2011年8月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月12日
發(fā)明者付世曉, 周青, 李鯉, 胡克, 許玉旺 申請人:上海交通大學(xué)