本发明专利技术提供一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，涉及海洋工程技术领域。该物理装置，包括两个一号电动滑轨和中央处理中心。通过中央处理中心进行调节风力的作用点，可以非常精确地模拟出已知的风场作用，较为容易地与其海洋环境条件相结合，同时将模拟风场机构中的作用风模拟单独追踪运作，去除浮体模型附加质量，并由调控模块模拟变化的风向对浮体模型的作用，海洋模拟浮体模型可进行较大范围的随机漂移运动且实时追踪，有效减少后续计算中模拟浮体模型附加质量的误差性，同时实现海洋环境中风、浪的模拟，提高海洋环境的模拟仿真性，提高模型实验的结果可信度，解决了传统风机阵列方式模拟风场的操作复杂、能耗巨大。巨大。巨大。
【技术实现步骤摘要】
一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置
[0001]本专利技术涉及海洋工程
，具体为一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置。
技术介绍
[0002]在海洋资源的开发、利用、保护、恢复中，海洋工程是一门关键的学科。海洋工程的一个重要内容是研究海洋表面风场对船舶和海上平台等海洋浮体的作用。目前的物理模拟装置不但实现困难，而且成本高昂。为了克服现场试验成本高昂，环境载荷不受控制的困难，可以通过试验水池模型试验来研究海洋表面风场对海洋浮体的作用，这是海洋工程领域经常采用的研究手段。
[0003]现有专利(公开号：CN105300652A)一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，通过利用风扇运行时所产生风力的反作用力对海洋浮体模型的作用模拟海洋表面风场对海上浮体的作用，压力传感器分别与风扇和数据处理单元连接，采集风扇的风力数据，并送至数据处理单元进行处理显示。
[0004]然而，该专利将风扇通过底座和滑轨固定在模拟浮体模型上，虽然实现了模拟变化的风向对海上浮体的作用，海洋浮体和风向处于较大范围的随机漂移运动，然而增设的底座、滑轨和风扇将原有浮体质量改变，虽然完成了海洋风向模拟作用，但是导致了质量改变造成的计算误差，且仅模拟变化风向缺少海洋风场中海浪的波动模拟，导致模拟仿真性不高，模型实验的结果可信度较低。
技术实现思路
[0005](一)解决的技术问题
[0006]针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，解决了传统模拟的物理装置质量改变造成的计算误差，且仅模拟变化风向缺少海洋风场中海浪的波动模拟，导致模拟仿真性不高，模型实验的结果可信度较低的问题。
[0007](二)技术方案
[0008]为实现以上目的，本专利技术通过以下技术方案予以实现：一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，包括两个一号电动滑轨和中央处理中心，两个所述一号电动滑轨上端面均开设有电动滑槽，两个所述电动滑槽内均滑动设置有一号电动滑块，两个所述一号电动滑块上端面均固定设置有支撑杆，两个所述支撑杆上端面固定设置有二号电动滑轨，所述二号电动滑轨上滑动设置有二号电动滑块；
[0009]所述二号电动滑块下端面固定设置有安装块，所述安装块前端面靠下侧中点处嵌入设置有追踪摄像头，所述安装块内部嵌入设置有伺服电机，所述伺服电机输出端固定设置有转动座，所述转动座下端面固定设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆输出端固定设置有连接块，所述连接块下端面通过两个连接杆固定设置有风扇。
[0010]优选的，所述中央处理中心电性连接有模拟风场机构，所述模拟风场机构包括作
用风模拟和作用波浪模拟。
[0011]优选的，所述作用波浪模拟通过造波、消波系统进行海洋环境波浪模拟，所述造波系统包括液压造波机，所述消波系统包括消波装置并安装于造波机对岸。
[0012]优选的，所述中央处理中心包括调控模块和追踪模块。
[0013]优选的，所述调控模块包括转向调控、风速调控、高度调控、位置调控和波浪调控，所述追踪模块包括实时追踪和定点追踪。
[0014]优选的，两个所述一号电动滑轨、二号电动滑轨、追踪摄像头、风扇和伺服电机均与中央处理中心电性连接，两个所述一号电动滑轨位于模拟水池两侧且模拟水池内设置有模拟浮体模型。
[0015]一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置的具体操作方法，其特征在于，具体包括以下步骤：
[0016]S1.风场搭建
[0017]选定模拟海洋环境的水池，将模拟风场机构搭建于水池内进行海洋风场模拟搭建，并将搭建的模拟风场机构与中央处理中心电性连接；
[0018]S2.浮体模拟
[0019]将模拟浮体模型放入水池内，由模拟风场机构进行作用风模拟和作用波浪模拟，并根据追踪模块进行跟随追踪。
[0020](三)有益效果
[0021]本专利技术提供了一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置。具备以下有益效果：
[0022]1、本专利技术提供了一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，通过中央处理中心进行调节风力的作用点，可以非常精确地模拟出已知的风场作用，较为容易地与其海洋环境条件相结合，同时将模拟风场机构中的作用风模拟单独追踪运作，去除浮体模型附加质量，并由调控模块模拟变化的风向对浮体模型的作用，海洋模拟浮体模型可进行较大范围的随机漂移运动且实时追踪，有效减少后续计算中模拟浮体模型附加质量的误差性。
[0023]2、本专利技术提供了一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，通过增设作用波浪模拟，对海洋环境中风场产生的波浪对海上浮体冲击力和推阻力进行同步模拟，模拟实际波浪对船舶或建筑等的影响，实现海洋环境中风、浪的模拟，提高海洋环境的模拟仿真性，提高模型实验的结果可信度，解决了传统风机阵列方式模拟风场的操作复杂、能耗巨大。
附图说明
[0024]图1为本专利技术的结构示意图；
[0025]图2为本专利技术的局部正剖示意图；
[0026]图3为本专利技术的系统框架图；
[0027]图4为本专利技术模拟风场机构的结构框架图；
[0028]图5为本专利技术调控模块的结构框架图；
[0029]图6为本专利技术追踪模块的结构框架图。
[0030]其中，1、支撑杆；2、一号电动滑块；3、电动滑槽；4、一号电动滑轨；5、二号电动滑轨；6、二号电动滑块；7、追踪摄像头；8、电动伸缩杆；9、连接块；10、风扇；11、安装块；12、转动座；13、伺服电机；14、连接杆；15、模拟风场机构；1501、作用风模拟；1502、作用波浪模拟；16、模拟浮体模型；17、中央处理中心；1701、调控模块；170101、转向调控；170102、风速调控；170103、高度调控；170104、位置调控；170105、波浪调控；1702、追踪模块；170201、实时追踪；170202、定点追踪。
具体实施方式
[0031]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0032]实施例：
[0033]如图1
‑
6所示，本专利技术实施例提供一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，包括两个一号电动滑轨4和中央处理中心17，两个一号电动滑轨4上端面均开设有电动滑槽3，两个电动滑槽3内均滑动设置有一号电动滑块2，两个一号电动滑块2上端面均固定设置有支撑杆1，两个支撑杆1上端面固定设置有二号电动滑轨5，二号电动滑轨5上滑动设置有二号电动滑块6，其中两个一号电动滑轨4位于模拟水池两侧且模拟水池内设置有模拟浮体模型16，两个一号电动滑块2位于一号电动滑轨4内进行纵向位移调节，而上端的二号电动滑块6与二号电动滑轨5上横向滑动，当模拟浮本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，包括两个一号电动滑轨(4)和中央处理中心(17)，其特征在于：两个所述一号电动滑轨(4)上端面均开设有电动滑槽(3)，两个所述电动滑槽(3)内均滑动设置有一号电动滑块(2)，两个所述一号电动滑块(2)上端面均固定设置有支撑杆(1)，两个所述支撑杆(1)上端面固定设置有二号电动滑轨(5)，所述二号电动滑轨(5)上滑动设置有二号电动滑块(6)；所述二号电动滑块(6)下端面固定设置有安装块(11)，所述安装块(11)前端面靠下侧中点处嵌入设置有追踪摄像头(7)，所述安装块(11)内部嵌入设置有伺服电机(13)，所述伺服电机(13)输出端固定设置有转动座(12)，所述转动座(12)下端面固定设置有电动伸缩杆(8)，所述电动伸缩杆(8)输出端固定设置有连接块(9)，所述连接块(9)下端面通过两个连接杆(14)固定设置有风扇(10)。2.根据权利要求1所述的一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，其特征在于：所述中央处理中心(17)电性连接有模拟风场机构(15)，所述模拟风场机构(15)包括作用风模拟(1501)和作用波浪模拟(1502)。3.根据权利要求2所述的一种模拟海洋工程模型试验中风场影响的物理装置，其特征在于：所述作用波浪模拟(1502)通过造波、消波系统进行海洋环境波浪模拟，所述造波系统包括液压造波机，所述消波系统包括消波装置并安装于...
【专利技术属性】
技术研发人员：李荣富，薛文飞，冀卫东，廖光洪，曹海锦，冯涛，
申请(专利权)人：新疆金风科技股份有限公司河海大学，
类型：发明
国别省市：
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