一種流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng),所述測量系統(tǒng)包括測量裝置主體、控制子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng),其中,所述測量裝置主體包括支撐架和水池,在支撐架和水池之間由上往下依次設(shè)置有電磁激振器、上板、下板和支腳,在上板上設(shè)置有加速度計和位移傳感器,在下板下方且在支腳上設(shè)置有力傳感器。本實用新型所提供的測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便;所述測量系統(tǒng)不僅可以測得平板的流固耦合參數(shù)也可以測得孔板的流固耦合參數(shù),為抗震分析或抗震設(shè)計提供精確的數(shù)據(jù)。
【專利說明】
一種流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本實用新型涉及核電能源技術(shù)領(lǐng)域,具體涉及乏燃料貯存格架領(lǐng)域,特別地,涉及 一種乏燃料貯存格架之間和格架與水池之間流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 乏燃料貯存格架是用來貯存具有很強(qiáng)放射性的乏燃料組件,由于乏燃料組件外運(yùn) 燃料處理廠的復(fù)雜性,在有限的水池空間內(nèi)布置了盡可能多的乏燃料組件,因此,一般采用 密集型貯存格架。但是,這就增大了乏燃料組件貯存的危險性。為了保證貯存的安全性,確 保乏燃料組件在貯存時不會達(dá)到臨界狀態(tài),在地震載荷下仍能保持貯存功能,因此,乏燃料 貯存格架被設(shè)計為抗震I類設(shè)備,設(shè)計上應(yīng)滿足在地震載荷下保持其貯存功能、不散架、不 傾翻,格架不發(fā)生大的變形,確保貯存期間燃料組件不會達(dá)到臨界狀態(tài)。因此,在格架設(shè)計 時,需要進(jìn)行地震工況下結(jié)構(gòu)分析。
[0003] 在地震時,乏燃料貯存格架的狀態(tài)需要考慮流體(水)的作用力,一般情況下,對格 架進(jìn)行地震工況下結(jié)構(gòu)分析時,通常采用瞬態(tài)分析法,將流體作用力簡化為附加質(zhì)量和附 加阻尼這兩個流固耦參數(shù),將這兩個參數(shù)作為輸入,附加到格架的有限元分析程序,從而求 解結(jié)構(gòu)的最大載荷,對結(jié)構(gòu)進(jìn)行應(yīng)力評定。所以這兩個流固耦合參數(shù)對乏燃料貯存格架的 地震安全有極其重要的作用。
[0004] 國外對乏燃料貯存格架與水池間流固耦合特性研究比較全面,提出了三維乏燃料 格架動態(tài)流固耦合理論模型。并通過實驗以及CFD軟件模擬來驗證多格架流體耦合模型的 正確性,但是其參數(shù)的選取還有不確定性。而國內(nèi)的相關(guān)研究比較匱乏,主要是商用軟件模 擬,其流固耦合效應(yīng)采用了水動力質(zhì)量來考慮,得到的附加質(zhì)量與附加阻尼等動力學(xué)特性 參數(shù)比較保守,且缺乏實驗數(shù)據(jù)。 【實用新型內(nèi)容】
[0005] 為了克服上述問題,本發(fā)明人進(jìn)行了銳意研究,設(shè)計出一種流固耦合參數(shù)的測量 系統(tǒng),利用該測量系統(tǒng),通過控制各項參數(shù),進(jìn)行具體實驗,得到數(shù)據(jù)序列,然后對數(shù)據(jù)序列 進(jìn)行最小二乘法非線性擬合得到附加質(zhì)量和附加阻尼,即流固耦合參數(shù),從而完成本實用 新型。
[0006] 本實用新型的一方面在于提供一種流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng),所述流固耦合參數(shù) 為乏燃料貯存格架之間或者格架與水池之間的流固耦合參數(shù),具體如下:
[0007] (1) -種流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng),其中,所述測量系統(tǒng)包括測量裝置主體1,所述 測量裝置主體1包括支撐架11和水池12,在支撐架11和水池12之間由上往下依次設(shè)置有電 磁激振器13、上板15、下板16和支腳17,
[0008] 所述電磁激振器13固定于支撐架11的上端;
[0009] 所述上板15通過驅(qū)動桿14與電磁激振器13連接;
[0010] (2)根據(jù)上述⑴所述的測量系統(tǒng),其中,
[0011]所述上板15和下板16分別為矩形板,和/或
[0012]所述支腳17為3個以上,且所述支腳17對稱分布于下板16的下方;
[0013] (3)根據(jù)上述(2)所述的測量系統(tǒng),其中,
[0014] 所述上板15和下板16分別為矩形鋼板,和/或
[0015] 所述支腳17為4個,且分別均勻地分布于下板16的四個角上;
[0016] (4)根據(jù)上述(3)所述的測量系統(tǒng),其中,
[0017] 所述電磁激振器13采用正弦波進(jìn)行激振,所述正弦波的幅值和頻率可控,和/或
[0018] 上板15可以沿驅(qū)動桿14進(jìn)行上下移動,用于控制不同的初始間隙大小,所述初始 間隙大小為上板與下板之間的初始間隙大??;
[0019] (5)根據(jù)上述⑷所述的測量系統(tǒng),其中,
[0020] 在上板15上設(shè)置有加速度計18和位移傳感器19;
[0021] (6)根據(jù)上述(4)所述的測量系統(tǒng),其中,在下板16下方且在支腳17上設(shè)置有力傳 感器20;
[0022] (7)根據(jù)上述(1)至(6)之一所述的測量系統(tǒng),其中,所述測量系統(tǒng)還包括控制子系 統(tǒng)2和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3,其中,所述測量裝置主體1分別與控制子系統(tǒng)2和數(shù)據(jù)采集 與處理子系統(tǒng)3連接;
[0023] (8)根據(jù)上述(7)所述的測量系統(tǒng),其中,
[0024] 所述控制子系統(tǒng)2包括控制器21和功率放大器22;其中,所述控制器21用于通過電 磁激振器13控制上板15的各項參數(shù)。
[0025] (9)根據(jù)上述(8)所述的測量系統(tǒng),其中,所述各項參數(shù)包括初始間隙大小、振動頻 率和振動幅值,其中,所述初始間隙大小為上板15和下板16之間的初始間隙大小,所述振動 頻率為上板的振動頻率,所述振動幅值為上板的振動幅值。
[0026] (10)根據(jù)上述(7)所述的測量系統(tǒng),其中,所述數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3包括數(shù)據(jù) 采集模塊31和數(shù)據(jù)處理模塊32,其中,所述數(shù)據(jù)采集模塊31用于采集位移傳感器19和力傳 感器20所傳遞的數(shù)據(jù),所述數(shù)據(jù)處理模塊32用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到實驗結(jié)果。
【附圖說明】
[0027] 圖1示出測量裝置主體的結(jié)構(gòu)示意圖;
[0028]圖2示出測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0029] 附圖標(biāo)號說明:
[0030] 1-測量裝置主體
[0031] 11-支撐架
[0032] 12-水池
[0033] 13-電磁激振器
[0034] 14-驅(qū)動桿
[0035] 15-上板
[0036] 16-下板
[0037] 17-支腳
[0038] 18-加速度計
[0039] 19-位移傳感器
[0040] 20-力傳感器
[0041] 2-控制子系統(tǒng)
[0042] 21-控制器
[0043] 22-功率放大器
[0044] 3-數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)
[0045] 31-數(shù)據(jù)采集模塊
[0046] 32-數(shù)據(jù)處理模塊
【具體實施方式】
[0047] 下面通過附圖對本實用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明。通過這些說明,本實用新型的特點 和優(yōu)點將變得更為清楚明確。
[0048] 其中,盡管在附圖中示出了實施方式的各種方面,但是除非特別指出,不必按比例 繪制附圖。
[0049] 本實用新型一方面提供了的一種流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng),如圖1、圖2所示,所述 測量系統(tǒng)包括測量裝置主體1,所述測量裝置主體1包括支撐架11和水池12,在支撐架11和 水池12之間由下往上依次設(shè)置有電磁激振器13、上板15、下板16和支腳17,其中,所述流固 耦合參數(shù)為乏燃料貯存格架之間或者格架與水池之間的流固耦合參數(shù),進(jìn)一步地,所述流 固耦合參數(shù)是指附加質(zhì)量和附加阻尼。
[0050] 其中,所述上板15用于模擬實際乏燃料貯存格架,所述下板16用于模擬實際鄰近 格架或?qū)嶋H鄰近水池,所述電磁激振器13用于對水產(chǎn)生激勵力,所述激勵力繼而會作用于 上板15。
[0051] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,在水池 12中注有水。
[0052]在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,水池12的水要沒過上板15。
[0053]根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,所述上板15和下板16分別為矩形板。
[0054]在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,所述上板15和下板16分別為矩形鋼板。
[0055] 在更進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,所述矩形鋼板為實際乏燃料貯存格架的1/10大 小。
[0056] 其中,所述上板15可以為平板也可以為孔板。
[0057]根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,如圖1所示,所述電磁激振器13固定于支撐 架11的上端。
[0058] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,所述電磁激振器13采用正弦波進(jìn)行激振,所述正弦 波的幅值和頻率可控。
[0059] 其中,所述電磁激振器13的頻率和幅值可以控制,由于所述電磁激振器13對水產(chǎn) 生的激勵力作用于上板15,因此,電磁激振器13的振動頻率即為上板15的振動頻率,電磁激 振器13的振動幅值即為上板15的振動幅值,因此,通過控制電磁激振器13的振動頻率和振 動幅值即可控制上板15的振動頻率和振動幅值,而上板15的振動頻率和振動幅值是影響流 固耦合參數(shù)(附加質(zhì)量和附加阻尼)的重要因素。
[0060] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,如圖1所示,所述上板15通過驅(qū)動桿14與電 磁激振器13連接。
[0061] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,上板15可以沿驅(qū)動桿14進(jìn)行上下移動,用于控制不 同的初始間隙大小,所述初始間隙大小為上板與下板之間的初始間隙大小。
[0062] 其中,隨著上板15的上下運(yùn)動,上板15與下板16之間的初始間隙大小發(fā)生變化,而 上板15與下板16之間的初始間隙大小也是影響流固耦合參數(shù)的關(guān)鍵因素。
[0063] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,如圖1所示,在所述下板16的下方設(shè)置有支 腳17,用于使下板16立于水池12上。
[0064] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,所述支腳17為3個以上,且均勻分布于下板16的下 方。
[0065] 在更進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,所述支腳17為4個,且均勻地分布于下板16的四個 角上。
[0066] 其中,支腳的個數(shù)不受特別限定,只要能使下板穩(wěn)定立于水池中即可。所述支腳的 高度可以進(jìn)行調(diào)節(jié),因此通過調(diào)節(jié)支腳的高度即可調(diào)節(jié)下板的高度。優(yōu)選地,所述下板16與 支腳17之間為固定連接。
[0067] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,如圖1、圖2所示,在上板15的上方設(shè)置有加 速度計18。
[0068] 其中,所述加速度計用于計算上板15在上下運(yùn)動時的加速度。所述加速度計的設(shè) 置位置沒有嚴(yán)格要求,只要設(shè)置于上板15上,能夠精確計算出上板的運(yùn)動加速度即可。
[0069] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,如圖1、圖2所示,在上板15上設(shè)置有位移傳 感器19。
[0070] 其中,所述位移傳感器19的設(shè)置位置沒有嚴(yán)格限制,只要設(shè)置于上板15上,且能準(zhǔn) 確測量出上板的運(yùn)動位移,得到初始間隙大小即可。
[0071] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,在下板16的下方且在支腳17上設(shè)置有力傳 感器20。
[0072] 其中,在每一根支腳上均設(shè)置有一個力傳感器,用于檢測下板受到的流固耦合作 用力,而下板受到的流固耦合作用力等于每個力傳感器檢測到的力的加和減去下板的固有 重力。
[0073] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式中,如圖2所示,所述檢測系統(tǒng)還包括控制子 系統(tǒng)2和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3。
[0074] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,所述測量裝置主體1分別與控制子系統(tǒng)2和數(shù)據(jù)采集 與處理子系統(tǒng)3連接。
[0075] 其中,所述控制子系統(tǒng)2用于控制測量裝置主體1的運(yùn)行,主要是控制上板15的振 動以及上下移動;所述數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3用于對測量裝置主體1進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并對 采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。
[0076] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,如圖2所示,所述控制子系統(tǒng)2包括控制器 21和功率放大器22。
[0077] 其中,控制器21用于控制上板的初始間隙大小、振動頻率和振動幅值,其中,所述 初始間隙大小為上板15和下板16之間的初始間隙大小,所述振動頻率為上板的振動頻率, 所述振動幅值為上板的振動幅值。具體地:控制器21通過控制電磁激振器可以控制上板的 上下移動,繼而實現(xiàn)了控制上板與下板之間的初始間隙大??;控制器可以控制電磁激振器 的振動頻率和振動幅值,而電磁激振器的振動頻率和振動幅值即為上板的振動頻率和振動 幅值,因此,控制器可以通過控制電磁激振器的振動頻率和振動幅值進(jìn)而控制上板的振動 頻率和振動幅值,即控制器可以通過電磁激振器控制上板的振動頻率和振動幅值。
[0078] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,所述控制器21接收加速度計18傳遞的信號,對上板 的位移進(jìn)行準(zhǔn)確控制。
[0079] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,如圖2所示,所述數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3 包括數(shù)據(jù)采集模塊31和數(shù)據(jù)處理模塊32。
[0080] 其中,數(shù)據(jù)采集模塊31用于采集位移傳感器19和力傳感器20所傳遞的數(shù)據(jù),所述 數(shù)據(jù)處理模塊32用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到試驗結(jié)果。
[0081] 本實用新型另一方面提供了一種流固耦合參數(shù)的測量方法,優(yōu)選地,利用上述測 量系統(tǒng)對格架間以及格架與水池間流固耦合參數(shù)進(jìn)行測量,其中,所述方法包括以下步驟: [0082]步驟1、啟動電磁激振器13;
[0083]步驟2、控制子系統(tǒng)2對上板15進(jìn)行參數(shù)設(shè)置,并開始試驗;
[0084]步驟3、數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,得到初步數(shù) 據(jù);
[0085]步驟4、數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3對初步數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)終處理,得到不同參數(shù)下的 附加質(zhì)量和附加阻尼,即流固耦合參數(shù)。
[0086] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,在步驟2中,所述各項參數(shù)包括初始間隙大 小、振動頻率和振動幅值。
[0087] 其中,所述初始間隙大小為上板15與下板16之間的初始間隙大小,所述振動頻率 為上板15的振動頻率,其等于電磁激振器13的振動頻率,所述振動幅值為上板15的振動幅 值,其等于電磁激振器13的振動幅值。
[0088] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,在步驟3中,所述初步數(shù)據(jù)包括在不同參數(shù) 下得到的流固耦合作用力與時間的數(shù)據(jù)序列。
[0089]根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,在步驟4中,所述數(shù)據(jù)終處理是采用最小二 乘法對目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行非線性擬合,得到附加質(zhì)量和附加阻尼。
[0090] 其中,已知流體作用力F與附加質(zhì)量mad、附加阻尼cad以及實際間隙大小h的關(guān)系如 式(I)所示:
[0091] -- T ji- /Is)·
[0092] 而當(dāng)下板固定時,上板做正弦運(yùn)動,因此,實際間隙大小h的表達(dá)式如式(2)所示:
[0093] h = Ho+Asin( ω t) 式(2);
[0094] 其中,在式(2)中,Ho為初始間隙大小,Asin( cot)表示在上板的振動下間隙大小的 浮動值,h則表示在實際實驗時不同時間下的實際間隙大小。
[0095] 將式(2)代入式(1)可以得到流固耦合作用力隨時間變化的函數(shù),如式(3)所示,該 式(3)即為目標(biāo)函數(shù)。
[0096] F(t) =_madA ω 2sin( ω t)+CadA ω cos( ω t)式(3)
[0097] 其中,在式(3)中,F(xiàn)(t)表示流固耦合作用力,mad表示附加質(zhì)量,cad表示附加阻尼, A表示上板的振動幅值,ω表示上板的振動頻率,t表示上板的振動時間,并且其中,A和ω是 實驗設(shè)置值,即為常數(shù),因此,式(3)即為F(t)_t的函數(shù)。
[0098]在本實用新型中,在不同時間下的流固耦合作用力F(t)可以通過力傳感器測量得 至|J,上板在電磁激振器的控制下進(jìn)行正弦運(yùn)動,經(jīng)過推導(dǎo),流固耦合作用力F(t)的表達(dá)式如 式(3)所示。根據(jù)式(3),利用最小二乘法進(jìn)行非線性擬合,可以得到附加質(zhì)量m ad和附加阻尼 Cad 〇
[0099] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,在式(3)中,設(shè)-madAco2為常數(shù)a, CadAco為常 數(shù)b,sin( ω?)為x,cos( ω?)為y,則式(3)可以表示為式(3-1)所示:
[0100] F(x,y) =ax+by 式(3-1)
[0101] 其中,在式(3-1)中,a與b為待定系數(shù),X與y為t的函數(shù),因此,可以根據(jù)t的系列數(shù) 據(jù)分別得到X和y的系列數(shù)據(jù),因此,F(xiàn)(t)_t的數(shù)據(jù)序列可以轉(zhuǎn)化為F( X,y)-(x,y)的數(shù)據(jù)序 列。
[0102] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,以式(3-1)為目標(biāo)函數(shù),根據(jù)F(X,y)-(x,y)的數(shù)據(jù)序 列,利用最小二乘法進(jìn)行非線性擬合,得到待定系數(shù)a和b的值。
[0103] 在更進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,由于a = _madAc〇 2,b = cadAc〇,而A和ω均為已知固 定值,因此可以得到ma4PCad,即得到附加質(zhì)量和附加阻尼。
[0104]其中,最小二乘法是一種數(shù)學(xué)優(yōu)化技術(shù)。一般根據(jù)數(shù)據(jù)的特點,構(gòu)造符合數(shù)據(jù)特性 的目標(biāo)函數(shù),其中,目標(biāo)函數(shù)含有一個或多個待定系數(shù),最小二乘法通過最小化實際數(shù)據(jù)與 目標(biāo)函數(shù)的誤差,來確定待定系數(shù),其中,假定F(t)為目標(biāo)函數(shù),F(xiàn) data(t)為實際數(shù)據(jù)序列, 則非線性擬合即尋找滿足式(4)最小時的待定系數(shù)。
[0106] 在實用新型中,具體地,目標(biāo)函數(shù)為式(3)或式(3-1)所示函數(shù),并且,a與b為式(3-1)所示函數(shù)的待定系數(shù),進(jìn)而根據(jù)待定系數(shù)的值求得附加質(zhì)量m ad和附加阻尼cad。
[0107] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,以式(3-1)為目標(biāo)函數(shù),a與b為待定系數(shù), 進(jìn)行非線性擬合,尋找滿足式(4-1)最小時的待定系數(shù)a與b。
[0109] 在更進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,根據(jù)待定系數(shù)a與b的值求出在不同初始間隙大小 下的附加質(zhì)量(mad)和附加阻尼(c ad)。
[0110] 因此,通過本實用新型所述測量系統(tǒng),可以得到不同參數(shù)下的附加質(zhì)量和附加阻 尼,并且,經(jīng)過歸納分析可以分別得到初始間隙大小不同、振動頻率不同和振動幅值不同對 附加質(zhì)量(m ad)和附加阻尼(cad)的影響。
[0111] 根據(jù)本實用新型一種優(yōu)選的實施方式,通過數(shù)據(jù)分析可以分別得到振動頻率、振 動幅值和初始間隙大小對流固耦合參數(shù)的影響。
[0112] 在進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中,通過控制單獨變量的方法分別得到振動頻率、振動 幅值和初始間隙大小對流固耦合參數(shù)的影響。
[0113] 在更進(jìn)一步優(yōu)選的實施方式中:
[0114] (1)選取相同振動頻率、相同振動幅值、不同初始間隙大小的第一系列數(shù)據(jù),其中, 所述第一系列數(shù)據(jù)的不同是由于初始間隙大小的不同引起,因此可以得到不同初始間隙大 小對流固耦合參數(shù)的影響;
[0115] (2)選取相同振動幅值、相同初始間隙大小、不同振動頻率的第二系列數(shù)據(jù),其中, 所述第二系列數(shù)據(jù)的不同是由于振動頻率的不同引起,因此可以得到不同振動頻率對流固 耦合參數(shù)的影響;
[0116] (3)選取相同振動頻率、相同初始間隙大小、不同振動幅值的第三系列數(shù)據(jù),其中, 所述第三系列數(shù)據(jù)的不同是由于振動幅值的不同引起,因此可以得到不同振動幅值對流固 耦合參數(shù)的影響。
[0117] 綜上所述,根據(jù)本實用新型所提供的測量系統(tǒng)測量流固耦合參數(shù)的方法,可以得 到不同參數(shù)下的附加質(zhì)量和附加阻尼,以及分別得到初始間隙大小、振動頻率和振動幅值 對流固耦合參數(shù)的影響,為后期地震設(shè)計提供充足的實驗數(shù)據(jù)。
[0118] 在本實用新型中,所述格架為乏燃料貯存格架的簡稱。
[0119] 本實用新型所具有的有益效果包括:
[0120] (1)本實用新型所提供的測量系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡單,使用方便;
[0121] (2)本實用新型所述測量系統(tǒng)的測量裝置主體中上板可以為平板也可以為孔板, 因此,本實用新型所提供的測量系統(tǒng)不僅可以測得平板的流固耦合參數(shù)也可以測得孔板的 流固耦合參數(shù);
[0122] (3)由所述測量系統(tǒng)可以得到不同參數(shù)設(shè)置下的流固耦合參數(shù),能夠更精確地反 應(yīng)出實際的流固耦合效應(yīng),為地震分析或抗震設(shè)計提供精確的數(shù)據(jù)。
[0123] 實施例
[0124] 步驟1、啟動測量系統(tǒng)。
[0125] 其中,在該實施例中,采用具有四個支腳的測量裝置主體,因此,在該測量裝置主 體的四個支腳上分別設(shè)置有四個力傳感器。
[0126] 步驟2、通過控制子系統(tǒng)進(jìn)行參數(shù)設(shè)置:初始間隙大小為0.035mm、振動幅值 0.002m、振動頻率5Hz,開始實驗。
[0127] 步驟3、通過數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)3進(jìn)行數(shù)據(jù)采集,得到四個支腳上的力與時間 的關(guān)系(參見表1),并進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,得到流固耦合作用力和時間的數(shù)據(jù)序列(參見表2)。
[0128] 表1采集的數(shù)據(jù)
[0130] 其中,在表1中,F(xiàn)i-Fa分別表示四個支腳上的力傳感器感受到的力的大小(已自動 減去下板的重量),F(xiàn)為F:\F4的合力,即流固耦合作用力。在數(shù)據(jù)處理時,選取第一個合力F 最接近〇的數(shù)據(jù),作為新的平衡點,截取2個正弦周期的數(shù)據(jù),形成如表2所示的數(shù)據(jù)序列(初 步數(shù)據(jù))。
[0131] 表2初步數(shù)據(jù)
[0134] 步驟4、通過數(shù)據(jù)采集與和處理子系統(tǒng)對初步數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)終處理,得到附加質(zhì)量 和附加阻尼分別為6.8和0.2。
[0135] 在本實用新型的描述中,需要說明的是,術(shù)語"上"和"下"等指示的方位或位置關(guān) 系為基于本實用新型工作狀態(tài)下的方位或位置關(guān)系,僅是為了便于描述本實用新型和簡化 描述,而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操 作,因此不能理解為對本實用新型的限制。
[0136] 以上結(jié)合了優(yōu)選的實施方式對本實用新型進(jìn)行了說明,不過這些實施方式僅是范 例性的,僅起到說明性的作用。在此基礎(chǔ)上,可以對本實用新型進(jìn)行多種替換和改進(jìn),這些 均落入本實用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種流固耦合參數(shù)的測量系統(tǒng),所述流固耦合參數(shù)為乏燃料貯存格架之間或者格架 與水池之間的流固耦合參數(shù),其特征在于,所述測量系統(tǒng)包括測量裝置主體(1),所述測量 裝置主體(1)包括支撐架(11)和水池(12),在支撐架(11)和水池(12)之間由上往下依次設(shè) 置有電磁激振器(13)、上板(15)、下板(16)和支腳(17), 所述電磁激振器(13)固定于支撐架(11)的上端; 所述上板(15)通過驅(qū)動桿(14)與電磁激振器(13)連接。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的測量系統(tǒng),其特征在于, 所述上板(15)和下板(16)分別為矩形板;和/或 所述支腳(17)為3個以上,且所述支腳(17)對稱分布于下板(16)的下方。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的測量系統(tǒng),其特征在于, 所述上板(15)和下板(16)分別為矩形鋼板;和/或 所述支腳(17)為4個,且分別均勻地分布于下板(16)的四個角上。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的測量系統(tǒng),其特征在于, 所述電磁激振器(13)采用正弦波進(jìn)行激振,所述正弦波的幅值和頻率可控;和/或 上板(15)可以沿驅(qū)動桿(14)進(jìn)行上下移動,用于控制不同的初始間隙大小,所述初始 間隙大小為上板與下板之間的初始間隙大小。5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量系統(tǒng),其特征在于,在上板(15)上設(shè)置有加速度計(18)和 位移傳感器(19)。6. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的測量系統(tǒng),其特征在于,在下板(16)下方且在支腳(17)上設(shè)置 有力傳感器(20)。7. 根據(jù)權(quán)利要求1至6之一所述的測量系統(tǒng),其特征在于,所述測量系統(tǒng)還包括控制子 系統(tǒng)(2)和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)(3),其中,所述測量裝置主體(1)分別與控制子系統(tǒng)(2) 和數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)(3)連接。8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量系統(tǒng),其特征在于,所述控制子系統(tǒng)(2)包括控制器(21) 和功率放大器(22);其中,所述控制器(21)用于通過電磁激振器(13)控制上板(15)的各項 參數(shù)。9. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的測量系統(tǒng),其特征在于,所述各項參數(shù)包括初始間隙大小、振 動頻率和振動幅值,其中,所述初始間隙大小為上板(15)和下板(16)之間的初始間隙大小, 所述振動頻率為上板的振動頻率,所述振動幅值為上板的振動幅值。10. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的測量系統(tǒng),其特征在于,所述數(shù)據(jù)采集與處理子系統(tǒng)(3)包括 數(shù)據(jù)采集模塊(31)和數(shù)據(jù)處理模塊(32),其中,所述數(shù)據(jù)采集模塊(31)用于采集位移傳感 器(19)和力傳感器(20)所傳遞的數(shù)據(jù),所述數(shù)據(jù)處理模塊(32)用于進(jìn)行數(shù)據(jù)處理,得到實 驗結(jié)果。
【文檔編號】G01M10/00GK205679375SQ201620485406
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年5月25日 公開號201620485406.8, CN 201620485406, CN 205679375 U, CN 205679375U, CN-U-205679375, CN201620485406, CN201620485406.8, CN205679375 U, CN205679375U
【發(fā)明人】陸道綱, 劉雨, 王園鵬, 劉宏達(dá)
【申請人】華北電力大學(xué)