[发明专利]一种水动力常数的试验方法

说明书

本发明提供一种水动力常数的试验方法，包括以下步骤，(1)试验获得缆的自由沉降速度V；(2)试验获得流体相对缆的阻力F_D；(3)基于以下公式获得缆的水动力常数H其中，V‑沉降速度；F_D‑流体相对缆的总阻力；w‑缆的单位长度湿重；ρ‑流体密度；D‑缆的直径；C_D‑流体阻力系数；A‑特征尺寸。本发明通过准确获取沉降速度V，和试验测算出其相对应的流体相对缆的阻力F_D,进而准确的计算出缆的水动力常数H值，成本低，试验步骤简单，试验结果准确，可用于指导海缆的施工。

技术领域

本发明涉及一种水动力常数的试验方法，具体涉及一种海缆水动力常数的试验方法。

背景技术

在实际的海光缆施工过程中，需要进行工程船的速度控制以及收放缆线角度的调节。水动力常数H是国际上用来指导铺设与回收海光缆的海洋工程船的船速与收放海光缆角度的一项标准参考数值，这项数值会影响铺设时的海光缆与海床最终的贴合程度好坏。

目前H值的获得有两种途径，一种是海式，一种是估算，海试价格昂贵；另外估算可能和实际误差较大，不能起到指导敷设和回收海缆的目的。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种水动力常数的试验方法，通过试验能够获得准确的水动力常数，成本低，试验步骤简单，试验结果准确，可用于指导海缆的施工。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：一种水动力常数的试验方法，其特征在于：包括以下步骤，

(1)试验获得缆的自由沉降速度V：

配置水箱、导轮和拉绳，水箱内储放静止流体，导轮固定在水箱上方，拉绳穿经导轮后一端水平自由放置，其另一端垂直；

取适量长度的缆，拉绳垂直设置的一端一分为二分别固定缆的两端；

将缆放入水箱内，在重力作用下自由沉降，记录下沉时间t和与之对应的拉绳下降的长度d，绘制以下沉时间t为横坐标，拉绳下降长度d为纵坐标的曲线，基于公式(1)

式中n取正整数；

获得缆自由沉降速度V；

(2)试验获得流体相对缆的阻力F_D：

配置水箱、水泵、杠杆、测力计，水箱内储放流体；

取步骤(1)中同样的缆，杠杆的一端将缆的两端固定，其另一端连接测力计；

缆的两端固定好以后放置在水箱内一定深度，利用水泵按照步骤(1)中获得沉降速度V对流体进行造流，以冲击缆，在流体速度为V的情况下，通过测力计获得流体总阻力F；

获得流体总阻力F后将缆取下，读取测力计此时的力值F1；

获得流体相对缆的阻力F_D＝F-F1；

(3)获得水动力常数H：

基于公式(2)和公式(3)获得缆的水动力常数H

其中，V-步骤(1)中获得的自由沉降速度；

F_D-步骤(2)中获得的流体相对缆的总阻力；

w-缆的单位长度湿重；

ρ-流体密度；

D-缆的直径；

C_D-流体阻力系数；

A-特征尺寸。