【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及风机模型实验，特别涉及一种适用于单桩风机一体化模型试验的风浪流模型装置。
技术介绍
1、目前对于海上风机的设计及实验研究，由于将上部风机结构以及下部基础结构进行独立计算，不仅在设计及实验中存在一定的安全性差异，而且使得工程量同步增加，继而提高了设计及实验成本，尤其对于下部基础结构而言，在实验上单纯的增加适宜性荷载，并不能够完全反应整体风机在工作状态下的振动响应。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种适用于单桩风机一体化模型试验的风浪流模型装置，以使其能够模拟出风机较为真实的振动响应，在安全可靠的前提之下尽可能压缩安全余量。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、一种适用于单桩风机一体化模型试验的风浪流模型装置，包括：
4、风浪流模型槽，所述风浪流模型槽包括上部水槽以及下部沉砂槽；
5、风机模型，所述风机模型包括风机叶片、风机、塔筒以及桩基，所述风机、所述塔筒以及所述桩基从上到下依次连接，所述桩基局部埋设于所述下部沉砂槽内，所述风机叶片连接于所述风机；
6、位移传感器，两个所述位移传感器分别布置于所述风机沿风载荷的一侧以及垂直于风载荷的一侧，用于测量所述风机在受风载荷时的两向位移；
7、力传感器，所述力传感器设置于所述风机与所述塔筒之间，用于检测所述风机叶片与所述塔筒之间的动力响应；
8、应变传感器，所述应变传感器设置有多组，各组所述应变传感器沿轴向间隔布置于所
9、加速度传感器，多个所述加速度传感器沿轴向间隔设置于所述塔筒伸出水面且面向风载荷的一面：
10、土压力传感器，所述土压力传感器设置于所述桩基内，并位于所述桩基埋设于所述下部沉砂槽内的部分；
11、孔隙水压力传感器，多个所述孔隙水压力传感器埋设于所述下部沉砂槽内，并位于所述桩基周围；
12、浪高传感器，多个所述浪高传感器沿水流方向间隔布置在所述上部水槽的边缘与水面齐平的位置；
13、风速仪，所述风速仪设置于所述上部水槽内并沿风载荷方向位于所述风机叶片的前方。
14、在本申请一种实施例中，所述力传感器为应变式六轴力传感器。
15、在本申请一种实施例中，所述应变传感器为应力应变片，每组所述应变传感器包括8个所述应力应变片。
16、在本申请一种实施例中，所述加速度传感器设置有至少3个，各所述加速度传感器沿所述塔筒的轴向等间距布置。
17、在本申请一种实施例中，所述土压力传感器设置有2个，其中一个所述土压力传感器与所述下部沉砂槽内的土表面齐平，另一个所述土压力传感器位于所述塔基埋设于所述下部沉砂槽内的部分的中部。
18、在本申请一种实施例中，所述孔隙水压力传感器设置4个，所述孔隙水压力传感器两两为一组，同一组中的两个所述孔隙水压力传感器上下间隔布置，其中一组所述孔隙水压力传感器紧邻所述桩基设置，另一组所述孔隙水压力传感器距离所述桩基预设距离布置。
19、在本申请一种实施例中，同一组中的两个所述孔隙水压力传感器中位于上方的一个距离所述下部沉砂槽内的土表面的距离等于同一组两个所述孔隙水压力传感器之间的距离。
20、在本申请一种实施例中，两组所述浪高传感器沿风载荷方向分别布置于所述塔筒的前侧以及后侧，每组所述浪高传感器包括多个所述浪高传感器。
21、在本申请一种实施例中，所述风速仪包括为眼镜蛇风速仪。
22、在本申请一种实施例中，多个所述风速仪在垂直于风载荷方向以及沿风载荷方向上均间隔布置。
23、由以上技术方案可以看出，本专利技术中公开了一种适用于单桩风机一体化模型试验的风浪流模型装置，该风浪流模型装置包括风浪流模型槽、风机模型、位移传感器、力传感器、应变传感器、加速度传感器、土压力传感器、孔隙水压力传感器、浪高传感器以及风速仪，其中，风浪流模型槽包括上部水槽以及下部沉砂槽，风机模型包括风机叶片、风机、塔筒以及桩基，风机、塔筒以及桩基从上到下依次连接，桩基局部埋设于下部沉砂槽内，风机叶片连接于风机，两个位移传感器分别布置于风机沿风载荷的一侧以及垂直于风载荷的一侧，用于测量风机在受风载荷时的两向位移，力传感器设置于风机与塔筒之间，用于检测风机叶片与塔筒之间的动力响应，应变传感器设置有多组，各组应变传感器沿轴向间隔布置于塔筒以及桩基，每组应变传感器包括多个绕周向间隔均布的应变传感器，多个加速度传感器沿轴向间隔设置于塔筒伸出水面且面向风载荷的一面，土压力传感器设置于桩基内，并位于桩基埋设于下部沉砂槽内的部分，多个孔隙水压力传感器埋设于下部沉砂槽内，并位于桩基周围，多个浪高传感器沿水流方向间隔布置在上部水槽的边缘与水面齐平的位置，风速仪设置于上部水槽内并沿风载荷方向位于风机叶片的前方。
24、上述风浪流模型装置配置多种传感器，可以从土体、波浪荷载、流荷载以及风荷载方面获取复杂多样的实验数据，可在有风机以及风机叶片的情况下模拟出风机较为真实的振动响应，并充分检测各项数据对风机的影响，摒弃了传统实验简单施加简谐荷载的方式，实验数据的复杂程度及贴合程度相较传统实验更符合实际风机工作情况，从而在后续的设计生产中，在安全可靠的前提之下尽可能压缩安全余量，降低产品成本，提高效益。
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1.一种适用于单桩风机一体化模型试验的风浪流模型装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述力传感器（3）为应变式六轴力传感器（3）。
3.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述应变传感器为应力应变片（4），每组所述应变传感器包括8个所述应力应变片（4）。
4.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述加速度传感器（6）设置有至少3个，各所述加速度传感器（6）沿所述塔筒（1003）的轴向等间距布置。
5.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述土压力传感器（7）设置有2个，其中一个所述土压力传感器（7）与所述下部沉砂槽（902）内的土表面齐平，另一个所述土压力传感器（7）位于所述塔基埋设于所述下部沉砂槽（902）内的部分的中部。
6.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述孔隙水压力传感器（8）设置4个，所述孔隙水压力传感器（8）两两为一组，同一组中的两个所述孔隙水压力传感器（8）上下间隔布置，其中一组所述孔隙水压力传感器（8）紧邻所述
7.根据权利要求6所述的风浪流模型装置，其特征在于，同一组中的两个所述孔隙水压力传感器（8）中位于上方的一个距离所述下部沉砂槽（902）内的土表面的距离等于同一组两个所述孔隙水压力传感器（8）之间的距离。
8.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，两组所述浪高传感器（5）沿风载荷方向分别布置于所述塔筒（1003）的前侧以及后侧，每组所述浪高传感器（5）包括多个所述浪高传感器（5）。
9.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述风速仪（2）包括为眼镜蛇风速仪（2）。
10.根据权利要求9所述的风浪流模型装置，其特征在于，多个所述风速仪（2）在垂直于风载荷方向以及沿风载荷方向上均间隔布置。
...【技术特征摘要】
1.一种适用于单桩风机一体化模型试验的风浪流模型装置，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述力传感器（3）为应变式六轴力传感器（3）。
3.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述应变传感器为应力应变片（4），每组所述应变传感器包括8个所述应力应变片（4）。
4.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述加速度传感器（6）设置有至少3个，各所述加速度传感器（6）沿所述塔筒（1003）的轴向等间距布置。
5.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述土压力传感器（7）设置有2个，其中一个所述土压力传感器（7）与所述下部沉砂槽（902）内的土表面齐平，另一个所述土压力传感器（7）位于所述塔基埋设于所述下部沉砂槽（902）内的部分的中部。
6.根据权利要求1所述的风浪流模型装置，其特征在于，所述孔隙水压力传感器（8）设置4个，所述孔隙水压力传...
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