CN215253052U - 一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，包括透明水槽和激光发射机构；透明水槽上方连接有支撑架，支撑架上设有高速相机，高速相机的拍摄方向对准透明水槽围纳的空间，透明水槽围纳的空间用于装载固定吸力锚；多个激光发射机构设于透明水槽的周侧外，多个激光发射机构的照射方向对准透明水槽，多个激光发射机构与透明水槽之间均为高度可调式连接；在进行应用时，可在透明水槽内装填沙石，将吸力锚的下半部插入沙石中，并加注合适的水量，以完成实验环境的模拟，然后利用高速相机拍摄所需信息，以及通过调节激光发射机构的位置实现多种工况的模拟，从而切实解决了现有技术缺乏吸力锚工作参数模拟装置的问题。
Description
技术领域
本实用新型涉及模拟试验领域，特别涉及一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置。
背景技术
在海上风电场的建设过程中，风机桩基的可靠性和稳定性关系到整个风电系统的安全性。而由于海上风机所处的海洋环境相对复杂，同时承受波浪、海流等流体的作用，且这些水动力为风电桩基的安全运行带来了巨大风险。因此，与陆地桩基相比，海洋桩基的稳定性和可靠性分析需要重点考虑海水和波浪的冲刷作用，尤其需要针对海水流动与桩基础流-固耦合的物理过程展开分析。
吸力锚是一种新型的海上风电桩基形式，其特点在于利用锚体内外压力差贯入海床从而节省材料，其结构形式与常规的单桩桩基形式相比更为复杂，因此，寻求一种专门针对吸力锚的流固耦合动力模拟装置，有利于全面的了解吸力锚基础与水体耦合的理论机理，并对海上风电吸力锚基础的安全运行具有重要意义。
针对于海上风机基础的现状，为此急需开发一种能够有效模拟吸力锚结构的海上风电动力模拟装置。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，以解决现有技术缺乏吸力锚工作参数模拟装置的问题。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，包括透明水槽和激光发射机构；所述透明水槽连接有支撑架，所述支撑架上设有高速相机，所述高速相机的拍摄方向对准所述透明水槽围纳的空间，所述透明水槽围纳的空间用于装载固定吸力锚；多个激光发射机构设于所述透明水槽的周侧外，多个所述激光发射机构的照射方向对准所述透明水槽，多个所述激光发射机构与所述透明水槽之间均为高度可调式连接。
在其中一个实施例中，所述透明水槽连接有可开闭的进水管和出水管，所述进水管和所述出水管与所述透明水槽的内部连接导通。
在其中一个实施例中，所述透明水槽的内部设有溢流板，所述溢流板围纳形成有收容腔，所述收容腔的高度低于所述透明水槽的高度，所述进水管与所述收容腔连接导通，所述出水管置于所述收容腔外。
在其中一个实施例中，所述激光发射机构包括基板、以及设于所述基板上的激光发射器、聚光凸透镜和三角透镜，所述激光发射器的照射路径依次穿过所述聚光凸透镜和所述三角透镜后到达所述透明水槽。
在其中一个实施例中，所述聚光凸透镜的焦距为55mm～65mm，所述三角透镜的扩散角度为60°～90°。
在其中一个实施例中，四组所述激光发射机构在所述透明水槽外周侧以布置于十字四端的方式布置。
在其中一个实施例中，所述透明水槽的底部设有基座，所述基座在所述透明水槽的周侧外设有导向架，所述导向架和所述透明水槽上均设有竖直布置的导轨，所述基板的两侧分别滑动安装于所述导向架和所述透明水槽的所述导轨上。
在其中一个实施例中，所述高速相机的拍摄频率至少为400fps。
本实用新型的有益效果如下：
在进行应用时，可在透明水槽内装填沙石，将吸力锚的下半部插入沙石中，并加注合适的水量，以完成实验环境的模拟；由于所述透明水槽上方连接有支撑架，所述支撑架上设有高速相机，所述高速相机的拍摄方向对准所述透明水槽围纳的空间，所以在模拟过程中能够利用高速相机拍摄所需信息，而多个激光发射机构设于所述透明水槽的周侧外，多个所述激光发射机构的照射方向对准所述透明水槽，多个所述激光发射机构与所述透明水槽之间均为高度可调式连接，则可以通过调节激光发射机构的位置实现多种工况的模拟，从而切实解决了现有技术缺乏吸力锚工作参数模拟装置的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本实用新型实施例提供的侧视结构示意图；
图2是图1的俯视结构示意图；
图3是图1的透明水槽结构示意图；
图4是图1的激光发射机构结构示意图。
附图标记如下：
10、透明水槽；11、进水管；12、出水管；13、溢流板；14、收容腔；
20、激光发射机构；21、基板；22、激光发射器；23、聚光凸透镜；24、三角透镜；
30、支撑架；
40、高速相机；
50、吸力锚；
60、基座；61、导向架。
具体实施方式
下面将结合本实用新型实施方式中的附图，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述。
本实用新型提供了一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其实施例如图1和图2所示，包括透明水槽10和激光发射机构20；透明水槽10上方连接有支撑架30，支撑架30上设有高速相机40，高速相机40的拍摄方向对准透明水槽10围纳的空间，透明水槽10围纳的空间用于装载固定吸力锚50；多个激光发射机构20设于透明水槽10的周侧外，多个激光发射机构20的照射方向对准透明水槽10，多个激光发射机构20与透明水槽10之间均为高度可调式连接。
在进行应用时，可在透明水槽10内装填沙石，将吸力锚50的下半部插入沙石中，并加注合适的水量，以完成实验环境的模拟；然后利用高速相机40拍摄所需信息，以及通过调节激光发射机构20的位置实现多种工况的模拟，从而切实解决了现有技术缺乏吸力锚工作参数模拟装置的问题。
如图1和图3所示，透明水槽10连接有可开闭的进水管11和出水管12，进水管11和出水管12与透明水槽10的内部连接导通。
在设置进水管11和出水管12后，则可利用进水管11和出水管12实现加水和排水，从而为透明水槽10的加排水操作提供了便利。
如图1和图3所示，透明水槽10的内部设有溢流板13，溢流板13围纳形成有收容腔14，收容腔14的高度低于透明水槽10的高度，进水管11与收容腔14连接导通，出水管12置于收容腔14外。
所以在进行装水时，只要打开进水管11，便可实现收容腔14的装水操作，而且只要设置溢流板13的高度为所需的要求，则可控制收容腔14的最高水位；若水满溢出，溢出的水将会流入透明水槽10于溢流板13之间的空间，而且若需要进行排水操作，只需拆除溢流板13和打开出水管12便可。
如图1和图4所示，激光发射机构20包括基板21、以及设于基板21上的激光发射器22、聚光凸透镜23和三角透镜24，激光发射器22的照射路径依次穿过聚光凸透镜23和三角透镜24后到达透明水槽10。
在进行应用时，激光发射器22发出的激光将会依次穿过聚光凸透镜23和三角透镜24，然后扩散射至透明水槽10上，从而确保了激光发射机构20能够对透明水槽10实现全面的广范围照射。
其中，此实施例优选射至聚光凸透镜23的焦距为55mm～65mm，三角透镜24的扩散角度为60°～90°，譬如聚光凸透镜23的焦距为60mm，三角透镜24的扩散角度为75°，则为其中一种可选的优选方案。
如图1和图2所示，四组激光发射机构20在透明水槽10外周侧以布置于十字四端的方式布置。
在采用此设置方式后，侧可使得激光发射机构20能够对透明水槽10的各个角度均进行照射，从而确保了激光发射机构20对透明水槽10的照射全面性。
如图1所示，透明水槽10的底部设有基座60，基座60在透明水槽10的周侧外设有导向架61，导向架61和透明水槽10上均设有竖直布置的导轨(未示出)，基板21的两侧分别滑动安装于导向架61和透明水槽10的导轨上。
由于基板21的两侧均滑动安装于导轨上，所以基板21的上下移动则实现了激光发射机构20的上下移动，从而使得激光发射机构20的上下移动调节得以实现。
还需指出，此实施例优选设置高速相机40的拍摄频率至少为400fps，则可确保高速相机40的拍摄频率足够高，以能够拍摄满足模拟实验需求的照片。
以上所述是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本实用新型的保护范围。
Claims (8)
1.一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，
包括透明水槽和激光发射机构；
所述透明水槽上方连接有支撑架，所述支撑架上设有高速相机，所述高速相机的拍摄方向对准所述透明水槽围纳的空间，所述透明水槽围纳的空间用于装载固定吸力锚；
多个激光发射机构设于所述透明水槽的周侧外，多个所述激光发射机构的照射方向对准所述透明水槽，多个所述激光发射机构与所述透明水槽之间均为高度可调式连接。
2.根据权利要求1所述的海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，所述透明水槽连接有可开闭的进水管和出水管，所述进水管和所述出水管与所述透明水槽的内部连接导通。
3.根据权利要求2所述的海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，所述透明水槽的内部设有溢流板，所述溢流板围纳形成有收容腔，所述收容腔的高度低于所述透明水槽的高度，所述进水管与所述收容腔连接导通，所述出水管置于所述收容腔外。
4.根据权利要求1所述的海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，所述激光发射机构包括基板、以及设于所述基板上的激光发射器、聚光凸透镜和三角透镜，所述激光发射器的照射路径依次穿过所述聚光凸透镜和所述三角透镜后到达所述透明水槽。
5.根据权利要求4所述的海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，所述聚光凸透镜的焦距为55mm～65mm，所述三角透镜的扩散角度为60°～90°。
6.根据权利要求4所述的海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，四组所述激光发射机构在所述透明水槽外周侧以布置于十字四端的方式布置。
7.根据权利要求4所述的海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，所述透明水槽的底部设有基座，所述基座在所述透明水槽的周侧外设有导向架，所述导向架和所述透明水槽上均设有竖直布置的导轨，所述基板的两侧分别滑动安装于所述导向架和所述透明水槽的所述导轨上。
8.根据权利要求1所述的海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，其特征在于，所述高速相机的拍摄频率至少为400fps。
Priority Applications (1)
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| CN202121165952.0U CN215253052U (zh) | 2021-05-28 | 2021-05-28 | 一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置 |
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Country Status (1)
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| CN (1) | CN215253052U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116558792A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-08-08 | 同济大学 | 用于海上风机地震-波浪耦合作用的测试装置及测试方法 |
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2021
- 2021-05-28 CN CN202121165952.0U patent/CN215253052U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| CN116558792A (zh) * | 2023-03-30 | 2023-08-08 | 同济大学 | 用于海上风机地震-波浪耦合作用的测试装置及测试方法 |
| CN116558792B (zh) * | 2023-03-30 | 2024-02-13 | 同济大学 | 用于海上风机地震-波浪耦合作用的测试装置及测试方法 |
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