專利名稱：Fishfarm浮筒分段實驗模型的制作方法
技術領域：
本發 明屬于海洋工程領域，具體地涉及一種FISHFARM浮筒分段實驗模型。
背景技術：
FISHFARM整套結構置于海中，其上部浮筒和漁網都將受到海流以及波浪的水動力作用。因此對于FISHFARM整體結構的動力分析是其能否應用于工程實踐的關鍵所在，而采用的方法多為模型試驗。然而，現有的試驗模型多為FISHFARM的整體模型，在試驗水池有限的空間內，需要采用很大的縮尺比，造成KC數過小，從而不可避免的出現尺度效應。另外，為了將研究問題簡化，FISHFARM的水動力響應的研究中，理論研究者們開始關注于將整個環形的結構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形的FISHFARM的水動力性能。而在假設的均勻來流海況下， 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特性急需相應的實驗數據。而現有的分段模型試驗或者只能測量網衣的整體受力，不能測量局部每一根網線上的受力；或者只能測量無網衣的浮筒的受力。這些實驗數據均不能很好的揭示網衣和浮筒的耦合效應。
發明內容
本發明實施例的目的在于提供一種FISHFARM浮筒分段實驗模型，旨在解決現有試驗模型局限于整體模型，尺度效應較大，只能模擬較低KC數海況，或者只能測量網衣的整體受力，且沒有對浮筒分段進行邊界處理的問題。根據本發明的一個方面，提供一種FISHFARM浮筒分段實驗模型，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、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上， 重錘布置在漁網的底部，漁網掛在支撐桿上，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部， 其外側分別安裝在第一固定接頭、第二固定接頭上，內側上安裝掛鉤。優選地，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，并在第一擋流板內側用第一支座與第一擋流板固接，在第一擋流板另一側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，并在第二擋流板內側用第二支座與第二擋流板固接，在第二擋流板另一側用第二固定板與第二擋流板固接。優選地，所述測量分析模塊包括數據采集處理器和顯示器，其中數據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。本發明具有的優點和積極效果是
本發明通過在漁網上設置光纖傳感器可以測出漁網局部的受力情況，通過在浮筒模塊內側設置三分力儀可以測出漁網整體的受力情況，通過在浮筒模塊外側設置三分力儀可以測出漁網和浮筒模塊整體的受力情況，應用本發明進行系列實驗，能得到不同流速下浮筒 (含漁網)受力圖譜，可以應用于FISHFARM模型的受力預報。本發明采用特殊的端部假體裝置，解決了模型邊界效應的問題。同時本發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，試驗工況可以達到實KC數范圍，有效的避免了尺度效應。
圖1是本發明提供的實驗裝置的結構示意圖； 圖2是本發明提供的浮筒分段模塊的結構示意圖； 圖3是本發明提供的浮筒分段模塊的內部結構圖； 圖4是本發明提供的端部假體模塊的結構示意圖； 圖5是本發明提供的測量分析模塊的結構示意圖6是本發明提供的端部假體模塊形狀可相應變化的原理示意圖。
具體實施例方式為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本發明進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。實施例1
如圖1和圖5所示，根據本發明提供的實驗模型包括浮筒分段模塊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14上，重錘15布置在漁網14的底部，漁網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的內部， 其外側分別安裝在第一固定接頭12、第二固定接頭13上，內側上安裝掛鉤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內側用第一支座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成鏡像對稱結構，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，并在第二擋流板內側用第二支座與第二擋流板固接，在第二擋流板另一側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包括數據采集處理器41和顯示器42，其中數據采集處理器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的改動，如圖6所示，這并不影響本發明的實質內容。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；也可以由電機驅動進行強迫振動實驗。試驗過程中，光纖傳感器16測量漁網14的局部受力，浮筒分段11內的兩個第三三分力儀17測量漁網14的整體受力，端部假體2、3內的兩個第三三分力儀21測量浮筒分段11和漁網14的整體受力，并將數值傳輸到測量分析模塊4中的數據采集處理器41，數據采集處理器41進而將數據傳輸到顯示器42顯示成可視數據。本發明通過在漁網14上設置光纖傳感器16可以測出漁網14局部的受力情況， 通過在浮筒分段模型11內側設置第三三分力儀17可以測出漁網14整體的受力情況，通過在浮筒分段模型11外側設置三分力儀21可以測出漁網14和浮筒分段模型11整體的受力情況，應用本發明進行系列實驗，能得到不同流速下浮筒(含漁網)受力圖譜，可以應用于FISHFARM模型的受力預報。本發明采用特殊的端部假體裝置，解決了模型邊界效應的問題。同時本發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，試驗工況可以達到實KC數范圍，有效的避免了尺度效應。以上所述僅為本發明的較佳實施例而已 ，并不用以限制本發明，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種FISHFARM浮筒分段實驗模型，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.如權利要求1所述的FISHFARM浮筒分段實驗模型，其特征在于，所述浮筒分段模塊包括支撐桿、掛鉤、光纖傳感器、重錘、漁網、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上，重錘布置在漁網的底部，漁網掛在支撐桿上，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部，其外側分別安裝在第一固定接頭、 第二固定接頭上，內側上安裝掛鉤。
3.如權利要求1所述的FISHFARM浮筒分段實驗模型，其特征在于，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，并在第一擋流板內側用第一支座與第一擋流板固接，在第一擋流板另一側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，并在第二擋流板內側用第二支座與第二擋流板固接，在第二擋流板另一側用第二固定板與第二擋流板固接。
4.如權利要求1至3中任一項所述的FISHFARM浮筒分段實驗模型，其特征在于，所述測量分析模塊包括數據采集處理器和顯示器，其中數據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
本發明提供一種FISHFARM浮筒分段實驗模型，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。本發明通過在漁網上設置光纖傳感器可以測出漁網局部的受力情況，通過在浮筒分段模塊內側設置三分力儀可以測出漁網整體的受力情況，通過在浮筒分段模塊外側設置三分力儀可以測出漁網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的問題；試驗工況可以達到實KC數范圍，避免了尺度效應。
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 優先權日2011年8月12日
發明者付世曉, 周青, 李鯉, 胡克, 許玉旺 申請人:上海交通大學