TT-SL1 海洋力学模型测试系统
- 公司名称 苏州拓测仪器设备有限公司
- 品牌 其他品牌
- 型号 TT-SL1
- 产地
- 厂商性质 生产厂家
- 更新时间 2025/5/19 15:27:01
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产地类别 | 国产 | 应用领域 | 环保,化工,石油,能源,道路/轨道/船舶 |
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海洋力学模型测试系统
海洋力学模型测试系统是针对海洋工程、地质力学及环境模拟研究的专用实验设备,主要用于模拟海底土体、结构物与海洋环境的相互作用。其核心功能包括波浪-海流-土体耦合加载、结构物响应监测及长期稳定性评估。以下是系统的关键组成、技术规范及典型试验方法:
1. 系统核心组成
(1)模型箱主体
尺寸范围:
– 小型研究用:1m×1m×0.8m(长×宽×高,适用于局部冲刷试验)。
– 中型研究用:2mx2mx2
– 工程级:5m×3m×2m(可模拟桩基群或海底管缆相互作用)。
材料:
– 透明强化玻璃(观察流场,抗压≥0.5MPa,ASTM C1048)。
– 不锈钢316L框架(耐海水腐蚀,NORSOK M-001标准)。
– Q235钢板氧化
(2)环境模拟模块
波浪生成系统:
– 类型:伺服作动器。加载能10Kn,25kn、50KN
– 加载方向,三个方向(XYZ)
– 参数:波高0.1-1.5m,周期1-10s(模拟JONSWAP谱或规则波)。
海流系统:
– 双向泵控流速0.01-2m/s(精度±1%,ADCP校准)。
土体加载单元:
– 静/动态加载板(轴向力≤50kN,频率0-5Hz)。
(3)传感器阵列
传感器类型 | 测量参数 | 精度要求 | 安装位置 |
六自由度力传感器 | 结构物受力/力矩 | ±0.5% FS | 模型基底或连接件 |
孔隙水压计 | 土体孔隙压力 | ±0.1kPa(低频) | 土体内部(网格布设) |
PIV粒子图像测速 | 流场速度分布 | 空间分辨率≤1mm | 透明侧窗观测区 |
光纤应变传感器 | 结构局部变形 | ±2με | 结构表面或土体内部 |
2. 典型试验项目与规范
(1)海底管道冲刷试验
模拟条件:
– 流速0.3-1.2m/s(对应雷诺数1×10?~5×10?)。
– 砂土粒径d??=0.2-2mm(符合DNVGL-RP-F114)。
终止标准:
– 冲刷坑深度≥2倍管径或平衡状态(连续1h无变化)。
(2)海上风机基础动力响应
加载模式:
– 水平循环荷载(幅值5-20%竖向承载力,频率0.1-0.5Hz)。
监测重点:
– 累积转角(≤0.1°为弹性极限,ISO 19902)。
(3)海底滑坡模拟
触发机制:
– 斜坡角度15-30°,孔隙压比ru≥0.8时启动(参考NGI滑坡模型)。
数据采集:
– 高速摄像机(≥500fps)记录滑移面演化。
3. 系统关键技术指标
模块 | 参数 | 国际标准依据 |
波浪模拟 | 波高重复性±3% | ITTC推荐规程7.5-02-07 |
土体饱和度控制 | B值≥0.95(Skempton) | ASTM D4767 |
多物理场同步 | 时间同步误差≤10ms | IEEE 1588精密时钟协议 |
长期稳定性 | 连续运行≥720h无漂移 | ISO 1940平衡等级G2.5 |
4. 数据与控制系统
软件平台:
– LabVIEW或Python开发,集成Fluent/OpenFOAM流场解析模块。
控制逻辑:
– PID闭环调节(波浪-海流-土体加载耦合反馈)。
数据输出:
– 原始采样率≥10kHz,后处理生成应力-应变-流速时空云图。