[实用新型]一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置

说明书

本实用新型公开了一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，包括透明水槽和激光发射机构；透明水槽上方连接有支撑架，支撑架上设有高速相机，高速相机的拍摄方向对准透明水槽围纳的空间，透明水槽围纳的空间用于装载固定吸力锚；多个激光发射机构设于透明水槽的周侧外，多个激光发射机构的照射方向对准透明水槽，多个激光发射机构与透明水槽之间均为高度可调式连接；在进行应用时，可在透明水槽内装填沙石，将吸力锚的下半部插入沙石中，并加注合适的水量，以完成实验环境的模拟，然后利用高速相机拍摄所需信息，以及通过调节激光发射机构的位置实现多种工况的模拟，从而切实解决了现有技术缺乏吸力锚工作参数模拟装置的问题。

技术领域

本实用新型涉及模拟试验领域，特别涉及一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置。

背景技术

在海上风电场的建设过程中，风机桩基的可靠性和稳定性关系到整个风电系统的安全性。而由于海上风机所处的海洋环境相对复杂，同时承受波浪、海流等流体的作用，且这些水动力为风电桩基的安全运行带来了巨大风险。因此，与陆地桩基相比，海洋桩基的稳定性和可靠性分析需要重点考虑海水和波浪的冲刷作用，尤其需要针对海水流动与桩基础流-固耦合的物理过程展开分析。

吸力锚是一种新型的海上风电桩基形式，其特点在于利用锚体内外压力差贯入海床从而节省材料，其结构形式与常规的单桩桩基形式相比更为复杂，因此，寻求一种专门针对吸力锚的流固耦合动力模拟装置，有利于全面的了解吸力锚基础与水体耦合的理论机理，并对海上风电吸力锚基础的安全运行具有重要意义。

针对于海上风机基础的现状，为此急需开发一种能够有效模拟吸力锚结构的海上风电动力模拟装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，以解决现有技术缺乏吸力锚工作参数模拟装置的问题。

为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种海上风电吸力锚基础流固耦合动力模拟装置，包括透明水槽和激光发射机构；所述透明水槽连接有支撑架，所述支撑架上设有高速相机，所述高速相机的拍摄方向对准所述透明水槽围纳的空间，所述透明水槽围纳的空间用于装载固定吸力锚；多个激光发射机构设于所述透明水槽的周侧外，多个所述激光发射机构的照射方向对准所述透明水槽，多个所述激光发射机构与所述透明水槽之间均为高度可调式连接。

在其中一个实施例中，所述透明水槽连接有可开闭的进水管和出水管，所述进水管和所述出水管与所述透明水槽的内部连接导通。

在其中一个实施例中，所述透明水槽的内部设有溢流板，所述溢流板围纳形成有收容腔，所述收容腔的高度低于所述透明水槽的高度，所述进水管与所述收容腔连接导通，所述出水管置于所述收容腔外。

在其中一个实施例中，所述激光发射机构包括基板、以及设于所述基板上的激光发射器、聚光凸透镜和三角透镜，所述激光发射器的照射路径依次穿过所述聚光凸透镜和所述三角透镜后到达所述透明水槽。

在其中一个实施例中，所述聚光凸透镜的焦距为55mm～65mm，所述三角透镜的扩散角度为60°～90°。

在其中一个实施例中，四组所述激光发射机构在所述透明水槽外周侧以布置于十字四端的方式布置。

在其中一个实施例中，所述透明水槽的底部设有基座，所述基座在所述透明水槽的周侧外设有导向架，所述导向架和所述透明水槽上均设有竖直布置的导轨，所述基板的两侧分别滑动安装于所述导向架和所述透明水槽的所述导轨上。

在其中一个实施例中，所述高速相机的拍摄频率至少为400fps。

本实用新型的有益效果如下：