本發(fā)明屬于海洋工程技術領域，具體地，涉及一種考慮流速衰減影響的深海網(wǎng)衣強迫振蕩試驗裝置。

背景技術：

在流體力學中，Keulegan-Carpenter數(shù)(KC數(shù))是一個無量綱數(shù)，用來描述一個在振蕩流場中的物體，所受到的阻力相對慣性力之間的關系，也可可以用在一物體在靜止流體中振蕩的情形。KC數(shù)小表示慣性力的影響比阻力要大，KC數(shù)大表示(紊流)阻力的影響較大。

在對深海網(wǎng)箱的受力研究中，由于造波機的造波能力限制，漁場網(wǎng)衣的實驗研究仍然局限在低KC數(shù)工況下，對于網(wǎng)箱網(wǎng)衣這種細長柔性結構物，這并不能反映出網(wǎng)衣的真實水動力特性。

此外，在深海網(wǎng)箱結構中，前網(wǎng)衣會導致非常明顯的流速衰減現(xiàn)象，從而對后網(wǎng)衣的動力響應影響很大；如果不考慮流速衰減影響，網(wǎng)箱設計偏保守，會從很大程度上增加制造成本，而當前對流速衰減的研究仍然局限在小KC數(shù)。

技術實現(xiàn)要素：

針對現(xiàn)有技術中的缺陷，本發(fā)明的目的是提供一種一種考慮流速衰減影響的深海網(wǎng)衣強迫振蕩試驗裝置，旨在解決現(xiàn)有試驗裝置局限于整體模型，尺度效應較大，模擬較低KC數(shù)海況，沒有對漁網(wǎng)框架進行邊界處理，且局限于順流單自由度振動的模擬，不能較真實的模擬實際海況的問題。

根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供一種網(wǎng)衣強迫振蕩試驗裝置，其特征是，包括漁網(wǎng)框體模塊和強迫振蕩模塊，所述漁網(wǎng)框體模塊的第一側(cè)連接第一連接模塊，所述漁網(wǎng)框體模塊的第二側(cè)連接第二連接模塊,所述漁網(wǎng)框體模塊通過所述第一連接模塊和第二連接模塊可滑動連接在第一垂直滑動模塊和第二垂直滑動模塊上，所述第一垂直滑動模塊可滑動連接在第一水平滑動模塊上，所述第二垂直模塊可滑動連接在第二水平滑動模塊上，所述漁網(wǎng)框體模塊與所述第一垂直滑動模塊和第二垂直滑動模塊垂直，所述第一垂直滑動模塊和第二垂直滑動模塊分別連接至一個拖車的底部，所述強迫振蕩裝置安裝在所述拖車上并與所述漁網(wǎng)框體模塊連接，所述強迫振蕩模塊驅(qū)動所述漁網(wǎng)框體模塊振動。

優(yōu)選地，所述網(wǎng)衣強迫振蕩試驗裝置還包括數(shù)據(jù)采集處理器，所述漁網(wǎng)框體模塊的第一側(cè)的上下端為兩個第一水平支撐桿，所述漁網(wǎng)框體模塊的第二側(cè)的上下端為兩個第二水平支撐桿，在所述兩個第一水平支撐桿上設置第一支撐桁材，在所述兩個第二水平支撐桿上設置第二支撐桁材，在所述兩個第一水平支撐桿和兩個第二水平支撐桿的前端設置前置漁網(wǎng)，在所述兩個第一水平支撐桿和兩個第二水平支撐桿的后端設置后置漁網(wǎng)，所述前置漁網(wǎng)與所述兩個第一水平支撐桿和兩個第二水平支撐桿的連接處設置四個第一三分力儀，所述四個第一三分儀將所述漁網(wǎng)框體模塊的振動數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)采集處理器，所述數(shù)據(jù)采集處理器對所述振動數(shù)據(jù)處理并輸出。

優(yōu)選地，在所述兩個第一水平支撐桿和兩個第二水平支撐桿之間設置框體假體，所述框體假體與所述前置漁網(wǎng)和后置漁網(wǎng)平行，所述框體假體與所述兩個第一水平支撐桿和兩個第二水平支撐桿的連接處設置四個第二三分力儀，所述四個第二三分儀將所述漁網(wǎng)框體模塊的振動數(shù)據(jù)傳送至所述數(shù)據(jù)采集處理器。

優(yōu)選地，所述第一支撐桁材和第二支撐桁材均為四根，分別交叉設置在所述兩個第一水平支撐桿和兩個第二水平支撐桿之間。

優(yōu)選地，所述第一連接模塊包括滑塊面板，所述滑塊面板與所述第一垂直滑動模塊可滑動連接，所述滑塊面板包括連接在一起的第一滑塊面板和第二滑塊面板，在所述第一滑塊面板上向上形成第一斜向撐桿，在所述第一斜向撐桿上設置第一水平撐桿面板，所述第一水平撐桿面板與所述第一滑塊面板平行，在所述第一水平撐桿面板上設置第一方形卡箍，所述第一方形卡箍將所述第一水平支撐桿的上桿與所述第一水平撐桿面板固定，在所述第二滑塊面板上向下形成第二斜向撐桿，在所述第二斜向撐桿上設置第二水平撐桿面板，所述第二水平撐桿面板與所述第二滑塊面板平行，在所述第二水平撐桿面板上設置第二方形卡箍，所述第二方形卡箍將所述第一水平支撐桿的上桿與所述第二水平撐桿面板固定。

優(yōu)選地，所述第二連接模塊用于連接所述漁網(wǎng)框體模塊與所述第一垂直滑動模塊，所述第二連接模塊的結構與所第一連接模塊的結構相同，所述第二連接模塊與所第一連接模塊呈鏡像設置，所述第二連接模塊可滑動設置在所述第二垂直滑動模塊上。

優(yōu)選地，所述第一水平滑動模塊包括第一動力組件、第一滑動軌道、第一導鏈、第一滑塊以及固定在所述第一滑動軌道上的第一支撐架，所述第一動力組件通過第一法蘭裝置與所述第一滑動軌道固定并與所述第一導鏈連接，所述第一滑塊設置在所述第一滑動軌道上并與所述第一導鏈連接，所述第一滑塊與所述第一垂直滑動模塊固定連接，所述第一支撐架的上端與所述拖車固定連接，所述第一滑動軌道平行于漁網(wǎng)拖曳水池池底并與所述第一垂直滑動模塊垂直。

優(yōu)選地，所述第二水平滑動模塊的結構與所述第一水平滑動模塊的結構相同，所述第二水平滑動模塊與所第一水平滑動模塊呈鏡像設置，所述第二水平滑動模塊與所述第二垂直滑動模塊連接。

優(yōu)選地，所述第一垂直滑動模塊包括第三動力組件、第三滑動軌道、第三導鏈、第三滑塊，所述第三動力組件通過第三法蘭裝置與所述第三滑動軌道相連，所述第三動力組件通過所述第三導鏈連接至所述第三滑塊，所述第三滑塊滑動支撐在所述第三滑動軌道上，所述第三滑塊與所述第一連接模塊的第一水平撐桿面板連接，所述第三滑動軌道垂直于漁網(wǎng)拖曳水池池底并與所述第一水平滑動模塊垂直，所述第三滑動軌道的上端與所述第一水平滑動模塊連接，所述第三滑動軌道的下端自由懸空，所述第三滑動軌道的兩側(cè)安裝第三整流罩。

優(yōu)選地，所述第二垂直滑動模塊的結構與所述第一垂直滑動模塊的結構相同，所述第二垂直滑動模塊與所第一垂直滑動模塊呈鏡像設置，所述第二垂直滑動模塊與所述第二連接模塊和所述第二垂直滑動模塊連接。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有如下的有益效果：

本發(fā)明通過在漁網(wǎng)框體模塊中依次安裝前置漁網(wǎng)、框架假體和后置漁網(wǎng)，并且將前置漁網(wǎng)尺寸面積設計為大于后置漁網(wǎng)與框架假體尺寸，通過位于后置漁網(wǎng)四個端部的第一三分力儀可以測出后置漁網(wǎng)在受到前置漁網(wǎng)對來流的干擾后的受力情況，通過位于框架假體四個端部的第二三分力儀可以測出前置漁網(wǎng)對來流干擾后的受力情況，當二者的受力情況相減時，可以認為測得了前置漁網(wǎng)出去框架部分的漁網(wǎng)的受力情況。應用本發(fā)明設計的一套強迫振蕩裝置和水平撐桿與垂直導軌滑塊間安裝的固接裝置，可以有效地將漁網(wǎng)整體框架與垂直導軌滑塊固接在一起，使?jié)O網(wǎng)可以隨強迫振動實驗裝置在水平和垂直兩個方向上進行不同振幅不同頻率的強迫振動，通過強迫網(wǎng)衣模型進行正弦振蕩或者隨機振蕩來模擬規(guī)則波和不規(guī)則波工況，通過此方法可以模擬大KC數(shù)波浪工況下的流速衰減情況，更真實的模擬漁場實際工況。

附圖說明

通過閱讀參照以下附圖對非限制性實施例所作的詳細描述，本發(fā)明的其它特征、目的和優(yōu)點將會變得更明顯：

圖1為本發(fā)明網(wǎng)衣強迫振蕩試驗裝置的一個視角的立體結構示意圖；

圖2為本發(fā)明網(wǎng)衣強迫振蕩試驗裝置的另一視角的立體結構示意圖；

圖3是本發(fā)明的漁網(wǎng)框架模塊的結構示意圖；

圖4是本發(fā)明的第一連接模塊的結構示意圖；

圖5是本發(fā)明的垂直滑動模塊的結構示意圖；

圖6是本發(fā)明的垂直滑動模塊的側(cè)視圖；

圖7是本發(fā)明的水平滑動模塊的結構示意圖；

圖8是本發(fā)明的水平滑動模塊的俯視圖；

圖中：1為漁網(wǎng)框體模塊，101為后置漁網(wǎng)，102為第一三分力儀，103為第二三分力儀，104為框體假體，105為第一水平支撐桿，106為第二水平支撐桿，107為第一支撐桁材，108為前置漁網(wǎng)，109為第二支撐桁材，2為第一連接模塊，201為第一水平撐桿面板，202為第一方形卡箍，203為第一斜向撐桿，204為第一滑塊面板，205為第二滑塊面板，206為第二斜向撐桿、207為第二方形卡箍，208為第二水平撐桿面板，3為第二連接模塊，4為第一垂直滑動模塊，401為第三動力組件，402為第三法蘭裝置，403為第三滑塊，404為第三導鏈，405為第三滑動軌道，406為第三整流罩，5為第二垂直滑動模塊，6為第一水平滑動模塊，601為第一動力組件，602為第一法蘭裝置，603為第一滑塊，604為第一導鏈，605為第一滑動軌道，606為第一支撐架，7為第二水平滑動模塊。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發(fā)明進行詳細說明。以下實施例將有助于本領域的技術人員進一步理解本發(fā)明，但不以任何形式限制本發(fā)明。應當指出的是，對本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。

參見圖1和圖2，網(wǎng)衣強迫振蕩試驗裝置包括漁網(wǎng)框體模塊1、第一連接模塊2、第二連接模塊3、第一垂直滑動模塊4、第二垂直滑動模塊5、第一水平滑動模塊6、第二水平滑動模塊7。漁網(wǎng)框體模塊1兩端分別與第一連接模2塊和第二連接模塊3連接，第一垂直滑動模塊4分別與第一連接模塊2和第一水平滑動模塊6連接，第二垂直滑動模塊5分別與第二連接模塊3和第二水平滑動模塊7連接，第一水平滑動模塊6和第一垂直滑動模塊4連接并用于與拖車一端底部固定連接，第二水平滑動模塊7和第二垂直滑動模塊5連接并用于與拖車另一端底部固定連接，其中，漁網(wǎng)框體模塊1分別與第一垂直滑動模塊4的垂直延伸方向和第二垂直滑動模塊5的垂直延伸方向相垂直。

參見圖1、圖2和圖3，漁網(wǎng)框體模塊1包括后置漁網(wǎng)101、第一三分力儀102、第二三分力儀103、框體假體104、第一水平支撐桿105、第二水平支撐桿106、第一支撐桁材107、第二支撐桁材109、前置漁網(wǎng)108，四個第一三分力儀102分別固定在后置漁網(wǎng)101的網(wǎng)框的四個角，四個第二三分力儀103分別固定在框體假體104的四個角上，后置漁網(wǎng)101、框體假體104和前置漁網(wǎng)108的上下兩端分別通過兩個第一水平支撐桿105和兩個第二水平支撐桿106依次連接固定，在上下兩條第一水平支撐桿105之間交叉安裝四根第一支撐桁材107，在上下兩條第二水平支撐桿106之間交叉安裝四根第二支撐桁材109。

參見圖1、圖2和圖4，所述第一連接模塊2包括第一斜向撐桿203、第一滑塊面板204、第一水平撐桿面板201、第一方形卡箍202、第二斜向撐桿206、第二滑塊面板205、第二水平撐桿面板208、第二方形卡箍207，第一斜向撐桿203兩段分別與第一滑塊面板204以及第一水平撐桿面板201連接，第一滑塊面板204與垂直軌道滑塊連接，第一水平撐桿面板201通過兩個第一方形卡箍202與上面的第一水平撐桿105固定連接；第二斜向撐桿206兩段分別與第二滑塊面板205以及第二水平撐桿面板208連接，第二滑塊面板205與垂直軌道滑塊連接，第二水平撐桿面板208通過兩個第二方形卡箍207與下面的第一水平撐桿105固定連接。所述第二連接模塊3與第一連接模塊2鏡向設置，其包括第三斜向撐桿、第三滑塊面板、第三水平撐桿面板、第三方形卡箍、第四斜向撐桿、第四滑塊面板、第四水平撐桿面板、第四方形卡箍，第三斜向撐桿兩段分別與第三滑塊面板以及第三水平撐桿面板連接，第三滑塊面板與垂直軌道滑塊連接，第三水平撐桿面板通過兩個第三方形卡箍與第三水平撐桿固定連接；第四斜向撐桿兩段分別與第四滑塊面板以及第四水平撐桿面板連接，第四滑塊面板與垂直軌道滑塊連接，第四水平撐桿面板通過兩個第四方形卡箍與第四水平撐桿固定連接。

參見圖2、圖8，所述第一水平滑動模塊6包括第一動力組件601、第一法蘭裝置602、第一滑塊603、第一導鏈604、第一滑動軌道605和第一支撐架606，其中：第一動力組件601通過第一法蘭裝置602與第一滑動軌道605相連，其旋轉(zhuǎn)軸通過第一導鏈604連接至第一滑塊603，第一滑塊603滑動支撐在第一滑動軌道605上，并與第一垂直滑動模塊4相固接，第一支撐架606上端與拖車固接，下端與第一滑動軌道605固接，第一滑動軌道605平行于拖曳水池池底并與第一垂直滑動模塊4垂直；所述第二水平滑動模塊7與第一水平滑動模塊6成鏡像對稱結構，所述第二水平滑動模塊7包括第二動力組件、第二法蘭裝置、第二滑塊、第二導鏈、第二滑動軌道和第二支撐架，其中：第二動力組件通過第二法蘭裝置與第二滑動軌道相連，其旋轉(zhuǎn)軸通過第二導鏈連接至第二滑塊，第二滑塊滑動支撐在第二滑動軌道上，并與第二垂直滑動模塊5相固接，第二支撐架上端與拖車固接，下端與第二滑動軌道固接，第二滑動軌道平行于拖曳水池池底并與第二垂直滑動模塊5垂直。

參見圖2、圖6和圖7，所述第一垂直滑動模塊4包括第三動力組件401、第三法蘭裝置402、第三滑塊403、第三導鏈404、第三滑動軌道405和第三整流罩406，第三動力組件401通過第三法蘭裝置402與第三滑動軌道405相連，其旋轉(zhuǎn)軸通過第三導鏈404連接至第三滑塊403，第三滑塊403滑動支撐在第三滑動軌道405上，并與第一連接模塊2中的第一水平撐桿面板201和第二水平撐桿面板207相固接，第三滑動軌道405垂直于拖曳水池池底并與第一水平滑動模塊6垂直，其上端與第一水平滑動模塊6固定連接，下端自由懸空；第三滑動軌道405的兩側(cè)安裝有第三整流罩406。所述第二垂直滑動模塊5與第一垂直滑動模塊4成鏡像對稱結構，其包括第四動力組件、第四法蘭裝置、第四滑塊、第四導鏈、第四滑動軌道和第四整流罩，其中：第四動力組件通過第四法蘭裝置與第四滑動軌道相連，其旋轉(zhuǎn)軸通過第四導鏈連接至第四滑塊，第四滑塊滑動支撐在第四滑動軌道上，并與第二連接模塊3中的水平撐桿面板相固接，第四滑動軌道垂直于拖曳水池池底并與第二水平滑動模塊7垂直，其上端與第二水平滑動模塊7固定連接，下端自由懸空；第四滑動軌道的兩側(cè)安裝有第四整流罩。

本發(fā)明在試驗工作時，將裝置安裝在拖車上，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，第一三分力儀102測量前置漁網(wǎng)框架101的局部受力，第二三分力儀103測量框架假體104的整體受力，并將數(shù)值傳輸?shù)綔y量分析模塊中的數(shù)據(jù)采集處理器，數(shù)據(jù)采集處理器進而將數(shù)據(jù)傳輸?shù)斤@示器顯示成可視數(shù)據(jù)。

本發(fā)明通過在漁網(wǎng)框體模塊中依次安裝后置漁網(wǎng)101、框架假體104和前置漁網(wǎng)108，并且在設計時使后置漁網(wǎng)101與框架假體104尺寸相同且在同一水平高度上，將前置漁網(wǎng)108尺寸面積設計為大于后置漁網(wǎng)101與框架假體104尺寸，通過位于后置漁網(wǎng)101四個端部的第一三分力儀102可以測出后置漁網(wǎng)101在受到前置漁網(wǎng)108對來流的干擾后的受力情況，通過位于框架假體104四個端部的第二三分力儀103可以測出后置漁網(wǎng)101對來流干擾后的受力情況，當二者的受力情況相減時，可以認為測得了后置漁網(wǎng)101出去框架部分的漁網(wǎng)的受力情況。

本發(fā)明可以有效地將漁網(wǎng)整體框架與垂直導軌滑塊固接在一起，使?jié)O網(wǎng)可以隨漁場漁網(wǎng)框架分段模型雙自由度強迫振動實驗裝置的水平和垂直兩個方向上進行不同振幅不同頻率的強迫振動，從而強迫網(wǎng)衣模型進行正弦振蕩或者隨機振蕩來模擬規(guī)則波和不規(guī)則波工況，通過此方法可以模擬大KC數(shù)波浪工況下的流速衰減情況。

以上對本發(fā)明的具體實施例進行了描述。需要理解的是，本發(fā)明并不局限于上述特定實施方式，本領域技術人員可以在權利要求的范圍內(nèi)做出各種變形或修改，這并不影響本發(fā)明的實質(zhì)內(nèi)容。