武汉理工大学三亚科教创新园杨格获国家专利权
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龙图腾网获悉武汉理工大学三亚科教创新园申请的专利风洞-水池联合加载的浮式风机分布式混合试验方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120740912B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-02-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511254056.4,技术领域涉及:G01M9/02;该发明授权风洞-水池联合加载的浮式风机分布式混合试验方法是由杨格;田磊哲;吴斌;王贞设计研发完成,并于2025-09-04向国家知识产权局提交的专利申请。
本风洞-水池联合加载的浮式风机分布式混合试验方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种风洞‑水池联合加载的浮式风机分布式混合试验方法,建立浮式风机多体多物理场协同缩尺准则,将浮式风机划分为两个独立的物理模型以及数值模型并置于不同实验室中;集成物理模型、数值模型、加载系统与测量系统,搭建浮式风机物理‑数值分布式混合试验平台;物理‑数值混合试验平台的数据交互与闭环控制。本发明采用将风机和浮式平台作为两个相对独立的试验子结构,通过建立不同的相似准则和几何缩尺比,可在不同的实验室进行试验加载或计算机模拟,经网络交互数据开展协同联机试验及在风、浪、流耦合作用下的气动‑水动载荷加载,解决缩尺模型试验中环境载荷高精度模拟与动态耦合响应的技术问题。
本发明授权风洞-水池联合加载的浮式风机分布式混合试验方法在权利要求书中公布了:1.一种风洞-水池联合加载的浮式风机分布式混合试验方法,其特征在于:包括以下步骤: S1,建立浮式风机多体多物理场协同缩尺准则,将浮式风机整体结构划分为风机物理模型、浮式平台物理模型以及数值模型,并将风机物理模型置于风洞实验环境中,浮式平台物理模型置于水池实验环境中; 所述风机物理模型、浮式平台物理模型以及数值模型的划分方法如下: 根据所建立的缩尺准则与浮式风机的原型尺寸确定缩尺比,并设计风机物理模型、浮式平台物理模型和数值模型,所述风机物理模型包括叶片2、机舱、塔筒1,按近似雷诺相似关系进行缩尺模型设计,位于风洞实验环境中进行加载;所述浮式平台物理模型包括浮式平台、塔筒1和上部截断系泊,按弗劳德相似关系进行缩尺模型设计,位于水池实验环境中进行加载;所述数值模型为下部截断系泊,进行流场数值模拟,在计算机系统进行计算,其中,风机物理模型设为第一物理子结构,浮式平台物理模型为第二物理子结构,数值模型为数值试验子结构; S2,集成风机物理模型、浮式平台物理模型、数值模型、加载系统与测量系统,搭建浮式风机物理-数值分布式混合试验平台; 所述浮式风机物理-数值分布式混合试验平台的搭建方法如下: S2.1,通过连接结构在风机物理模型、浮式平台物理模型上分别设置有测量系统、加载系统; S2.2,将测量系统的各个数据接口、数值模型计算结果文件和加载系统的输入端集成到计算机的同一信息存储装置中,通过计算机建立数据闭环传输通道; 测量系统、加载系统的具体设置方式为:热线测速仪、第一六分力传感器设置在风机物理模型的塔筒1顶部,第一多自由度加载台3设置在风机物理模型的塔筒1底部;第二多自由度加载台8设置在浮式平台物理模型的塔筒1顶部,并与加载架4连接,位移传感器设置在浮式平台物理模型的浮式平台上,第二六分力传感器、第五多自由度加载台12均设置在浮式平台物理模型的第一系泊截断点11处;第三六分力传感器、第三多自由度加载台5均设置在浮式平台物理模型的第二系泊截断点6处;第四六分力传感器、第四多自由度加载台9均设置在浮式平台物理模型的第三系泊截断点10处;第一系泊截断点11为系泊底端与第五多自由度加载台12的连接处;第二系泊截断点6为系泊底端与第三多自由度加载台5的连接处;第三系泊截断点10为系泊底端与第四多自由度加载台9的连接处; S3,物理-数值混合试验平台的数据交互与闭环控制; 所述数据交互与闭环控制的方法如下:第一物理子结构试验开始后的一个时间步长结束时,由第一六分力传感器测得风机气动荷载发送至计算机作为第一采集信号,并在扣除掉风机自身的重力和惯性力影响以及缩尺比转换后得到第一输入信号,再由计算机发送给第二多自由度加载台8进行模拟;由第二六分力传感器测得第一系泊截断点11的张力、第三六分力传感器测得第二系泊截断点6的张力、第四六分力传感器测得第三系泊截断点10的张力发送至计算机作为第二采集信号,并在进行缩尺比转换后得到第二输入信号,将其输入到数值模型后输出第一系泊截断点11、第二系泊截断点6、第三系泊截断点10的额外位移作为第三采集信号,并在进行缩尺比转换后得到第三输入信号,再由计算机同时分别对应发送给第三多自由度加载台5、第四多自由度加载台9和第五多自由度加载台12进行模拟;由位移传感器测得的浮式平台位移作为第四采集信号,并在进行缩尺比转换后得到第四输入信号,再由计算机发送给第一多自由度加载台3作为下一个时间步长的额外输入,按时间步长逐步推进,直至到达预计步数或时间。
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