水池试验

摘要： 水下滑翔机在流体中变速运动会带动周围流体一起做变速运动,这一部分流体的质量称为水下滑翔机的附加质量.附加质量对水下滑翔机的动力学行为具有重要影响.本文提出了一种水下滑翔机附加质量求解方法,即利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对水下滑翔机在静止的无黏流体中低速、小振幅周期运动进行数值模拟,进而求得附加质量.使用商用CFD软件STAR-CCM+计算了海燕-L水下滑翔机的附加质量,与基于势流理论的H-S面元法计算结果相差5％以内;与水下滑翔机模型水池试验结果相比,除垂直于水下滑翔机机翼方向的附加质量λ22以外,其他附加质量的相对误差在6％以内,优于常规的平面运动机构试验的CFD数值模拟等其他求解方法.该方法只需要建模一次,在同一个流体域中模拟水下滑翔机的4种运动方式,监控其所受水动力和力矩,即可得到水下滑翔机的附加质量,极大提高了附加质量求解效率.同时,该方法能适用于任意尺寸、形状的水下滑翔机,对不同型号水下滑翔机水动力外形设计、动力学建模都具有较大的参考价值.

摘要： 海洋波浪会对船舶营运和安全产生不利影响,实时准确的随船海浪监测对绿色智能船舶及航行安全至关重要.利用船舶运动反演遭遇海浪信息是一种重要的随船海浪监测手段,具有成本低、时空分辨率高等诸多优点,受到广泛关注.针对现有船舶运动反演海浪模型存在的不足,提出了一种基于人工神经网络(Artificial Neural Network, ANN)的反演模型.以船舶摇荡运动时历作为输入,以波浪时历作为输出,利用人工神经网络进行船舶运动特征提取,输入线性函数进行波面时历反演.为验证反演模型的可行性和精度,开展了船模水池试验.结果表明,提出的基于人工神经网络的测波方法能够很好地实现规则波和不规则波浪时历反演,规则波反演统计误差大多小于10%,不规则波反演误差在10%左右.提出的方法为船舶运动反演海浪时域信息提供了一种有效可行的手段.

摘要： 针对一个为远洋船舶提供生活起居、船舶停靠和海上补给的深远海六边围圈形平台,开展其连接器载荷研究。六边围圈形平台是由六个梯形浮体结构通过六个刚性连接器连接而成,因此在设计阶段有必要研究六边围圈形平台的连接器载荷特性。设计并制造了一个RMRC(刚性模块刚性连接器)的六边围圈形平台,六个模块通过六个刚性连接器来连接,在造波水池里开展了模型试验来测试连接器的载荷,然后采用一个基于三维势流理论和边界元法的数值仿真方法来获得六边围圈形平台模型的连接器载荷。最后将模型试验的结果与计算仿真的结果相比较,验证了仿真方法的有效性。该仿真方法可为以后相似类型的浮体连接器载荷评估提供设计依据。

摘要： 为了合理地设计大型深海自主水下航行器(autonomous underwater vehicle, AUV),针对其无动力螺旋下潜时的静力配置问题展开研究,重点分析其无动力螺旋下潜运动特性。首先,基于拉格朗日方程推导了大型深海AUV的动力学模型,并利用CFD(computational fluid dynamics,计算流体动力学)软件对其直航试验、斜航试验、悬臂水池试验和平面运动机构试验进行数值模拟,通过最小二乘线性回归法拟合得到了相应的水动力系数;同时通过对比给定推力条件下AUV的直航速度验证了动力学模型的有效性。然后,基于所构建的动力学模型,利用MATLAB/Simulink和S函数建立了大型深海AUV的六自由度运动仿真模型,分析了其净负浮力、重心纵向位移和稳心高度与无动力螺旋下潜稳态参数之间的关系。最后,设计了1∶10的大型深海AUV缩比样机,通过水池试验验证了动力学仿真结果的正确性。结果表明:净负浮力作为大型深海AUV下潜时的主要动力来源,决定了AUV的下潜速度和偏航角速度;净负浮力和重心纵向位移与稳心高度的比值越大,AUV的垂向下潜速度越快,下潜至6 000 m深度的用时越短;由于该AUV的体量较大,其纵倾角主要由重心纵向位移与稳心高度的比值决定,压载质量对重心位置和转动惯量的影响几乎可以忽略。研究结果可为大型深海AUV无动力螺旋下潜时的静力配置提供参考。

摘要： 以新型半潜式浮式风机系统为研究对象,建立全耦合物理水池试验模型。通过系列水池模型试验,对浮式风机的固有特征和多物理场全耦合作用下系统总体响应进行试验研究。研究结果表明,系统六自由度固有周期均远离实际海上波浪频率范围,作业环境3.92 m有义波高和极端环境9.5 m有义波高下纵/横摇运动最大值显著小于设计要求最大值约50%和10%,这表明新型浮式平台具有优良的运动稳性。试验中还发现,作业过程中塔筒顶部载荷存在叶片3P振动与塔筒一阶固有频率多模态叠加谐振现象,应当在结构优化中给予关注。

摘要： 在水池开展浮式风力机的风浪耦合模型试验时,需要保证其平台结构运动响应及气动性能的准确及可靠。近几年的试验大多基于概念风力机和理想海况开展,无法真实反映商用风力机所遇实际外场工况。另外,以往大多试验均在拖曳水池或海洋工程水池中进行,无法完整复现所有必需的真实海况。为研发真实海上浮式风力机,本团队基于一种商用6 MW风力机进行缩尺模型设计,综合多种海况,在荷兰MARIN实验室的两个水池中开展一系列重现真实风力机工况的模型试验。本文介绍了该试验的样机模型参数、试验场所、试验方案、试验布置等,并对固定式风力机在定常风作用下的气动性能、漂浮式风力机在规则波和定常风作用下的气动性能,以及平台运动响应的试验数据进行简要分析。试验发现:在相似工况下,漂浮式风力机叶轮所受推力比固定式风力机大;波浪及气流扰动是影响浮体平台六自由度运动的主要因素。

摘要： 漩涡是一种常见而特殊的流体运动形式,如湍流微尺度涡、突扩涡、绕流涡、龙卷风、洋流等.由于其复杂独特的运动特征及其对船舶工程应用的不良影响,漩涡问题一直备受相关学者的关注.利用漩涡发生器在室内水池发生出自由表面的液体漩涡,通过引入图像识别技术对漩涡流场进行无干扰图像采集,获得不同工况下漩涡的速度分布,最后对试验数据进行分析并与前人数学模型进行对比.研究成果可以为进水口自由表面漩涡问题及船模通过不良流态试验提供理论参考及试验数据.

摘要： 为进一步推动深水平台技术在南海深水油气田的开发应用,开展了一种集钻井、干式采油和储油于一体的新型浮式平台概念设计,TLP平台工程化关键技术研究包括TLP平台设计、建造安装、水池试验和监测技术,以及深水设施现场监测网络化信息管理平台开发.对于TLP工程化技术研究,突破TLP工程化设计、建造安装和水池试验以及现场监测关键技术,这为TLP在南海应用提供了技术保障.开发完成的深水设施现场监测网络化信息管理平台,经过系统测试,实现了海陆监测系统一体化集成,这将为海上设施的安全运行提供支持.深水平台工程技术研究部分成果已得到应用,随着南海深水油气田的持续勘探和开发,已形成的研究成果将不断投入实际应用.

摘要： 介绍一种新型正浮力自主航行器的设计与实现.文中描述了正浮力自主航行器的工作模式、工作原理、外形设计、主要部件和控制系统等.该正浮力自主航行器通过其机翼产生负升力来克服自身正浮力,并结合其动力学控制面实现在水下运动.通过进行水池试验对正浮力自主航行器原理样机水面和水下运动的性能、控制响应等进行了研究.水池试验的结果验证和说明了新型正浮力自主航行器的环境适应能力强、安全性较高,并且其性能优异,具有良好的应用前景.

摘要： 以重量1万t的导管架平台上部组块为例,对双船浮托法安装上部组块的方案,分别采用数值模拟和水池试验两种方法对其中的典型工况进行运动和受力分析,结果表明,水池试验和数值模拟趋势一致,结果吻合较好,在所考虑的海况条件下,各种装置受力均满足设计要求,各驳船及上部组块的运动幅值均在相关规范要求范围内,可以进行安装作业.

摘要： 为了满足海上油气田水下设施应急维修作业需求,围绕深水水下应急维修技术发展需要,在"十二五"期间作为国家科技重大专项立项研制了作业型单人常压潜水系统(ADS).水池试验是在作业型单人常压潜水系统(ADS)陆上联调完毕后开始的一个重要技术阶段.它是以作业型单人常压潜水系统(ADS)的任务使命为背景,调试、考核各分系统功能的运行情况和总体集成效果,确认任务完成流程的可行性,考核信息流和控制流的交换正确性和可靠性.试验表明,作业型单人常压潜水系统(ADS)经调试后技术状态稳定,工作安全、可靠,满足设计和使用要求,具备了进行海上试验的技术条件.

摘要： 为了满足中国大洋矿产资源研究开发协会(COMRA)在国际公海区域进行深海资源勘探和科学研究的需求，国家科技部在。十五”期间作为“863”重大专项立项研制了一个大深度载人深潜器，现在命名为“和谐号”。目前潜水器已完成总装、陆上联调和水池试验，即将进行海上试验。本文的主要目的就是介绍“和谐号”载人深潜器的水池试验情况。水池试验表明，深潜器已经具备了进行海上试验的技术条件。

摘要： 壁面剪应力的精确测量对于研究水中航行体边界层流动、寻求有效的减阻降噪措施至关重要.由于采用MEMS的水中壁面剪应力测量相比空气中的测量具有更高的难度,以往的测量研究大多集中在空气介质中,水中测量技术研究较少.本研究利用新研制的热膜式MEMS剪应力传感器阵列,创新性地开展了水中航行体壁面剪应力测量研究.开发了水中航行体壁面剪应力测试系统,建立了系统标定与基准校验的测试分析方法,应用于SUBOFF潜艇模型壁面剪应力测量水池试验,获得了SUBOFF潜艇模型壁面剪应力分布,并与Preston管测量结果以及数值计算结果进行比对分析.结果表明,本研究建立的MEMS剪应力测量技术可有效应用于水中航行体壁面剪应力精细测量,为相关水动力技术研发提供有力技术支撑.

摘要： 本文论述了直升机水上迫降的特点和在波浪中漂浮特性,以此为基础介绍了三种直升机漂浮特性分析方法:理论计算、数值仿真和水池试验,并利用水池试验和数值仿真两种方法分析了某型直升机在规则波条件下的横摇特性.通过对数值仿真结果和水池试验数据进行相关性分析,表明利用AQWA软件得到计算结果能较好地反映直升机的漂浮特性,为数值仿真技术在直升机水上迫降漂浮特性分析中的应用奠定了基础.

摘要： 海洋波浪蕴藏巨大的能量,甚至能够瞬间摧垮岸堤,如何变"害"为"利",利用波浪这一可再生清洁能源发电,为沿海地区尤其是孤岛开发服务,具有重大的现实意义.课题组采用波浪-液压-电能的能量转换方案,分两期研究恶劣海况波浪发电,前期利用实验室水池造波机和波浪发电装置,验证了方案的可行性,并将进一步研究转换效率和可靠性,后期将择址建造一个波浪发电示范工程.

摘要： 消波筐是水池试验中的重要试验设施,主要应用在水池物理模型试验时的消波、导波,其作用在于减少水池波浪受反射波的干扰影响.其消波效果的好坏直接影响到波浪水池试验的精度,并且由于"等水"等原因,间接影响到试验效率.针对目前所使用的消波筐存在的问题,在现有消波筐的基础上,通过研究消波片的不同组合形式与结构形式对消波性能的影响,确定最佳的消波筐形式.试验表明,各种消波形式的透射系数都随着周期的增大而增大;反射系数随周期的变化根据波高的不同而不同。单片消波材料与双片消波材料的试验结果比较，两种形式对波浪都有很好的透射作用，透射系数可到0.8左右;但是在对波浪的反射作用上，单片消波材料对波浪的反射作用很弱，反射系数基本在0.2以下，而双片消波材料对波浪的反射作用较强，反射系数最大可达到0.4以上;两种形式造成波浪在传播中的能量损失比较，双片消波材料形式略小。单片组合形式、双片组合形式与原体消波筐形式的试验结果比较，在对波浪的透射和反射作用上，前两种形式都明显好于原体消波筐形式。并且三种形式造成波浪在传播中的能量损失系数相差较小。单片组合形式与双片组合形式比较，单片组合透射效果略好于双片组合;但是双片组合的反射系数要小于单片组合。

摘要： 水声信道是一个时变空变的相干多途信道,抗多径干扰是一直水声通信的难点。直扩系统具有较强的抗干扰能力,抗多径能力,能够进行多址通信,能够在较低的信噪比条件下工作,同时可实现水下码分多址通信,这些优点对于克服复杂的水声信道是可贵的。同步技术是直接序列扩频通信在水声中应用的关键,同步的好坏将直接影响系统的性能。差分编码技术可以大大降低直扩系统对同步的要求,然而目前却无法实现扩频多址水声通信。本文针对直扩系统提出一种水声扩频通信同步方案,对整个方案进行了水池实验,方案的可行性得到了验证。

摘要： 水声信道是一个时变空变的相干多途信道,抗多径干扰是一直水声通信的难点。直扩系统具有较强的抗干扰能力,抗多径能力,能够进行多址通信,能够在较低的信噪比条件下工作,同时可实现水下码分多址通信,这些优点对于克服复杂的水声信道是可贵的。同步技术是直接序列扩频通信在水声中应用的关键,同步的好坏将直接影响系统的性能。差分编码技术可以大大降低直扩系统对同步的要求,然而目前却无法实现扩频多址水声通信。本文针对直扩系统提出一种水声扩频通信同步方案,对整个方案进行了水池实验,方案的可行性得到了验证。

摘要： 水声信道是一个时变空变的相干多途信道,抗多径干扰是一直水声通信的难点。直扩系统具有较强的抗干扰能力,抗多径能力,能够进行多址通信,能够在较低的信噪比条件下工作,同时可实现水下码分多址通信,这些优点对于克服复杂的水声信道是可贵的。同步技术是直接序列扩频通信在水声中应用的关键,同步的好坏将直接影响系统的性能。差分编码技术可以大大降低直扩系统对同步的要求,然而目前却无法实现扩频多址水声通信。本文针对直扩系统提出一种水声扩频通信同步方案,对整个方案进行了水池实验,方案的可行性得到了验证。

摘要： 水声信道是一个时变空变的相干多途信道,抗多径干扰是一直水声通信的难点。直扩系统具有较强的抗干扰能力,抗多径能力,能够进行多址通信,能够在较低的信噪比条件下工作,同时可实现水下码分多址通信,这些优点对于克服复杂的水声信道是可贵的。同步技术是直接序列扩频通信在水声中应用的关键,同步的好坏将直接影响系统的性能。差分编码技术可以大大降低直扩系统对同步的要求,然而目前却无法实现扩频多址水声通信。本文针对直扩系统提出一种水声扩频通信同步方案,对整个方案进行了水池实验,方案的可行性得到了验证。

摘要： 本发明提供了一种核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法，所述试验装置包括:联通器,连接除盐水系统用于提供水源，所述联通器上设置有多根连接管，每一连接管上设置有主针型阀；多个转接头，分别可拆卸密封安装在液位计底部，每一所述转接头通过注水管连接所述连接管，所述注水管上还设置有支管针型阀和分接头，所述分接头设置在所述主针型阀和支管针型阀之间，且每一所述分接头至少留有一个分水口对空，用于实现对每一所述液位计的单独液位调节。所述试验方法使用上述试验装置。本发明提供的核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法不受现场试验条件制约，试验成本更低，试验过程更加灵活高效，具有较强的推广应用价值。

摘要： 本发明涉及船舶试验装置减振降噪技术领域，具体涉及一种用于拖曳水池的流激噪声试验装置及试验方法。该试验装置中拖曳水池的侧壁上设置有供拖车运动的导轨。拖车的车轮架设在导轨上。拖车的底部通过连接杆连接有装载有传感器的试验模型。拖车通过牵引结构与动力装置相连。动力装置的输出轴通过动力轮与缆绳相连。动力装置通过牵引机构与载有试验模型的拖车相连，优化了试验装置的动力结构，使得动力装置远离试验模型所在的区域，降低了动力装置在驱动拖车运动时，其自身的振动引起试验模型的振动，同时减少了动力装置的工作振动向外辐射的噪声，避免了动力装置的振动对流激振动试验结果的影响，提高了试验结果的可靠性。

摘要： 本发明提供了一种多功能爆炸试验水池及试验方法，属于水下爆炸模型试验技术领域。解决了现有的爆炸试验水池功能单一，结构复杂及水下拍摄困难的问题。它包括水池操作平台、爆炸水池主体、爆炸水池船坞、移动龙门吊滑轨、双驱电动龙门吊、电动龙门吊钢索、船坞平台滑轨、电动船坞操作平台、卷扬机和牵引钢索，在水池操作平台上开设相互连通的爆炸水池主体和爆炸水池船坞，在水池操作平台上固设两个移动龙门吊滑轨，在两个移动龙门吊滑轨上滑动设置两个双驱电动龙门吊，在爆炸水池船坞上端面上固设两个平行布置的船坞平台滑轨，在两个船坞平台滑轨上滑动设置电动船坞操作平台，在爆炸水池主体的边缘设有若干卷扬机。本发明适用于水下多功能爆炸。

摘要： 本发明公开了一种对标物理水池模型试验的船舶阻力虚拟试验平台，涉及船舶虚拟仿真技术领域，平台包括工作流程依次串联的七个执行模块，分别为虚拟试验工程模块、实船主尺度信息输入模块、虚拟试验方案设计模块、数值船模加工车间模块、虚拟试验及过程监控模块、虚拟试验数据处理及报告自动生成模块、虚拟试验可视化情景再现模块，执行模块依据知识封装原则使用户无需掌握数值预报方面的任何专业知识即可开展船舶阻力虚拟试验，最大程度地降低了用户的使用门槛，缩短了船舶性能的评估周期，提高了船舶的设计效率。

摘要： 本发明提供了一种核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法，所述试验装置包括:联通器,连接除盐水系统用于提供水源，所述联通器上设置有多根连接管，每一连接管上设置有主针型阀；多个转接头，分别可拆卸密封安装在液位计底部，每一所述转接头通过注水管连接所述连接管，所述注水管上还设置有支管针型阀和分接头，所述分接头设置在所述主针型阀和支管针型阀之间，且每一所述分接头至少留有一个分水口对空，用于实现对每一所述液位计的单独液位调节。所述试验方法使用上述试验装置。本发明提供的核电站PTR水池液位计校验试验装置及其试验方法不受现场试验条件制约，试验成本更低，试验过程更加灵活高效，具有较强的推广应用价值。

摘要： 本发明提供了一种乏燃料水池水下激光焊接试验装置及试验方法，该装置包括模拟水池装置(1)、激光器(2)、水冷箱(3)、控制装置(4)、加压装置(5)、水下激光焊接移动定位装置(6)；乏燃料水池水下激光焊接试验装置结构简单，操作方便，试验成本低，可以模拟不同水深的焊接工况；水下激光焊接头完全置于水中，可用于指导工程项目水下激光焊接工艺的制定；试验装置采用模块化设计，独立拆解后可用于乏燃料水池底板的激光修复焊接，避免原临时封堵等应对措施带来的有效期短、施工不便等问题。

摘要： 本发明属于深水试验水池试验技术领域，具体涉及一种临时试验水池假底单元及基于该装置的耐波性试验方法。本发明为没有安装永久性钢结构水池假底的试验水池提供了一种临时试验水池假底，临时试验水池假底采用可拆卸式的单元结构设计，使用时可以根据使用需求直接组装，试验完毕可以打捞后拆解放置，并且水深高度也可以通过调节钢缆的长度满足使用需求，能够模拟多种水深下的海底情况。同时，临时试验水池假底为锚链提供了海底系锚点，实现了锚链的躺底效应，能够模拟近海岸倾斜海底以及复杂海底地貌的海洋环境，较为贴近的模拟了实船在工作时的海洋环境，使得试验数据更具可靠性。

摘要： 本发明涉及一种采矿船船模整体联动水池试验连接装置及试验方法，包括采矿船的船模，船模上安装有月池，在月池外部的船模上固定安装有支撑杆，四根支撑杆分布在月池池壁的外部，四根支撑杆的顶面同时安装有一块平板，平板中部挖有方形孔，平板的上表面分布有十字对称布置四组滑轮，还包括连接盘，连接盘为圆形结构，连接盘的上表面分布有十字对称的吊环，每个吊环通过拉线与其对应的滑轮连接，并在拉线的头部连接托盘，每个托盘上放置砝码；连接盘的下表面中间位置固定有相同的吊环，此吊环处通过短钢丝绳连接弹簧，弹簧的底部通过长钢丝绳安装采矿模拟系统，长钢丝绳上套至有硅胶管。试验方便可靠。

摘要： 本发明属于深水试验水池试验技术领域，具体涉及一种临时试验水池假底单元及基于该装置的耐波性试验方法。本发明为没有安装永久性钢结构水池假底的试验水池提供了一种临时试验水池假底，临时试验水池假底采用可拆卸式的单元结构设计，使用时可以根据使用需求直接组装，试验完毕可以打捞后拆解放置，并且水深高度也可以通过调节钢缆的长度满足使用需求，能够模拟多种水深下的海底情况。同时，临时试验水池假底为锚链提供了海底系锚点，实现了锚链的躺底效应，能够模拟近海岸倾斜海底以及复杂海底地貌的海洋环境，较为贴近的模拟了实船在工作时的海洋环境，使得试验数据更具可靠性。

摘要： 本发明涉及一种采矿船船模整体联动水池试验连接装置及试验方法，包括采矿船的船模，船模上安装有月池，在月池外部的船模上固定安装有支撑杆，四根支撑杆分布在月池池壁的外部，四根支撑杆的顶面同时安装有一块平板，平板中部挖有方形孔，平板的上表面分布有十字对称布置四组滑轮，还包括连接盘，连接盘为圆形结构，连接盘的上表面分布有十字对称的吊环，每个吊环通过拉线与其对应的滑轮连接，并在拉线的头部连接托盘，每个托盘上放置砝码；连接盘的下表面中间位置固定有相同的吊环，此吊环处通过短钢丝绳连接弹簧，弹簧的底部通过长钢丝绳安装采矿模拟系统，长钢丝绳上套至有硅胶管。试验方便可靠。