[发明专利]一种水下在线监测设备防冲刷方法及装置

权利要求书

1.一种水下在线监测设备防冲刷方法，其特征在于，该方法为：

1）确定水流对水下在线监测设备阻流面的冲击力P的计算模型：

P=kγ0hV2g.1-cosαsinα=kγ0hV2gtanα2,]]>

其中，P的单位为kN/m，k为绕流系数，k的取值范围为0.6～2；γ₀为水的容重；h为水下在线监测设备阻流面最高点距水平面的高度，单位为m；V为水流平均速度，单位为m/s；g为重力加速度；α为水流方向与水下在线监测设备阻流面的夹角；

2）采用有限元分析软件，建立水下在线监测设备有限元模型，并将步骤1）的冲击力P作为荷载加入到有限元模型中，进行有限元分析，得到水下在线监测设备各点应力的最大值σ，若σ≤[σ]，则转入步骤7）；若σ>[σ]，则进入步骤3）；其中，[σ]表示水下在线监测设备材料的许用应力；

3）依据上述步骤2）建立的有限元模型，对水下在线监测设备所能承受的最大水流冲击力进行优化分析，计算水下在线监测设备所能承受的最大水流冲击力Pm，优化模型如下：

Pm=maxpv,α=maxv,αkγ0hV2gtanα2,]]>

s.t.σ≤[σ]，

其中，s.t.表示约束条件；

4）计算水流方向与水下在线监测设备阻流面之间所能允许的最大夹角α_m：

am=2arctan(Pmgkγ0hV2);]]>

5）调节水流方向与水下在线监测设备阻流面的夹角α，使得α≤α_m；

6）将经上述步骤5）调节后的α代入步骤1）的计算模型中，求得水流对水下在线监测设备阻流面的冲击力P；返回步骤2），直到σ≤[σ]；

7）结束。