一种晃荡液体冲击大型结构物的等效试验方法及装置
知识产权简介
本发明专利公开了一种晃荡液体冲击大型结构物的等效试验方法及装置，其特征在于：利用了流体力学原理与水力学原理，通过将流体的势能转换成动能的方法，使用波浪冲击等效晃荡液体冲击，以研究大型结构物在晃荡液体冲击下的响应。该方案中通过三个蓄水池：蓄能水池（A）、造波水池（B）与波浪水池（C）实现上述功能。可调节蓄能水池负责提供液体的重力势能。液体从蓄能水池中释放后冲入造波水池。造波水池静止状态下的蓄水高度与蓄水堤相同。蓄能水池中的水冲入造波水池后，水从造波水池中溢出并形成向模型方向传播的行进波。行进波在波浪水池中传播并受到波浪水池中水流的影响。同向的水流辅助行进波的传递并维持行进波的波形，反向的水流形成水跃并引起波浪峰前翻卷裹气，造成多相流冲击。通过上述方式，该装置可实现晃荡冲击中常见的行进波冲击与裹气冲击。相比与实船试验、晃荡模型试验、波浪水槽冲击试验以及落水冲击试验，该方案能够以更小的代价与试验要求实现更接近晃荡液体冲击的多种流体冲击作用，冲击作用较易准确控制且试验的可重复性较高。
转化前景
本发明专利相对于现有技术取得了以下有益技术效果： 1、提供了一种新的等效晃荡液体冲击大型结构物的试验方法与装置。解决了难以开展实船晃荡试验的问题。 2、相比于液舱晃荡模型试验，该方法能够在实尺度或者大尺度开展试验。能够尽可能地减小缩尺比对试验结果的影响并且能够将试验结果直接应用到相应结构物的优化设计上。 3、相比于波浪水槽冲击试验，该方法更易实施且消耗更小，对液体冲击的控制更准确，对场地要求的限制也更小。该方法能够一次形成需要的波浪，不需要通过推板造波或摇板造波叠加的方式形成特定的波浪。这能够有效提高试验效率，防止试验仪器与液体的长期接触。 4、相比于落水冲击试验，该方法形成的液体冲击模式更接近晃荡液体的冲击模式。该方案还能实现裹气冲击之类的多相流冲击模式，这提供了更全面的等效效果。 5、该方案中液体可通过泵组任意调配，便于试验开展且节省水消耗。另外，该实验方法具有较高的可重复性。