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流固土耦合力学实验系统平台
 

海洋工程领域中深水油气钻采平台、水下生产系统以及大型浮式结构等是当前国家海洋油气资源开采和可再生能源开发利用中的研究重点。这些结构尺度大、系统复杂且处于极端恶劣的海洋环境中,对于经济性和安全性要求很高。极端环境荷载下新型海洋结构的水动力响应、结构可靠性和地基承载力是复杂的流固土耦合作用问题,涉及了力学多分支科学的交叉融合,这种流固土之间的耦合作用关系是海洋工程设计和研究中的难点和关键问题。

流固土耦合力学实验系统平台是力学所在科学院创新三期工作中重点发展的4个科研平台之一。利用了先进的信号探测技术、数据传输技术和数字图像技术搭建综合测试平台,实现波浪和海流的模拟和自动控制、大范围的结构绕流场测试、结构位移和应变的动态测试、海床土体响应及土性参数测试等多物理参数的同步测量和实时控制。可以得到波/流、结构、土体之间相互/交互影响时的耦合作用机理和效果,如波流相互作用、浮体运动响应、旋涡诱导振动、海床地形演变、土体渗透破坏与液化等海洋工程结构物稳定性和抗灾变能力研究中常见的“波/流-结构-土体”相互耦合作用问题。

主要功能及特色:

模拟波浪(随机波/规则波)和海流(双向变速流场)等海洋环境载荷;大视窗PIV速度场测量;非接触式多自由度运动测量及动态应变测试;大型海床模拟土样的制备;土体动态响应测试及循环加载三轴测试;海床地形演变测量等。

主要技术指标:
波浪模拟:周期0.5-3.0s;波高0-300mm,误差≤0.2%
水流模拟:速度范围0-2.0m/s,误差≤0.1%;最大流量0.5m3/s
结构测试:位移范围0-500mm,误差≤1%;应变范围 ±200mε,分辨率 ≤5 mε
土体测试:孔隙水压范围0-0.03MPa,误差≤1.0%
流场测试:PIV粒子图像测速,最大视窗700mm×500mm

联系方式:
联系人:   高福平
电子邮件: fpgao@imech.ac.cn
联系电话:  82544189

 
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