64110风、浪、流联合作用下浮式系统模型试验规程 标准 CB T 3471-1992.pdf

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1、u 1 1 C日 中 华 人 民 共 和 国 船 舶 行 业 标 准 C B / T 3 4 7 1 一 9 2 风 、 浪 、 流联合 作 用下 浮 式 系 统 模 型 试 验 规 程 1 9 9 2 一 0 7 一 0 4 发布1 9 9 3 一 0 2 一 0 1 实施 中国船舶工业总公司发 布 中 华 人 民 共 和 国船 舶行 业 标 准 风 、 浪 、 流 联 合 作 用 下 浮 式系统模型试 验规程 C B / T 3 4 7 1 一9 2 分类号: ui i 主翻 内容与适 用范围 本标准规定了风、 浪、 流联合作用下浮式系统模型试验的试验程序和试验结果的统一表达。 本标准适用

2、于浮式系统在风、 浪、 流联合作用下的水池模型试验。也适用于上述系统在波浪中或浪 一 风及浪一 流任意两种环境条件下联合作用时的水池模型试验。 2 引用标准 C B / Z 2 4 9 水池波浪测量技 术规程 C B / Z 3 2 8 船模耐波性试验 方法 3 术语 3， 预张力 系泊系统在静水中无外界扰动力处于静止平衡状态时缆索的初始张力。 3 . 2 正态模型 在X , Y , Z轴各方向上采用同一缩尺的模型。 4 模型试验目的 4 . 1 规则波试验旨在获得浮式系泊系统各种运动、 波载荷和系泊力变量的波频响应。 4 . 2 不规则波试验( 包括生存海况及工作海况) 旨在获得浮式系统在波

3、浪中的各种运动、 载荷及系泊力 变量统计特性及极值， 在符合线性假定前提下， 也可借助不规则波试验求波频响应。 规则波( 或不规则波) 中的变浪向试验旨在探讨浪向对系泊系统性能的影响。 风、 浪、 流联合作用下的模型试验旨在确认系统在工作海况及生存海况下的性能， 鉴定系统的可行 借助规则波模型试验确定浮式系统在规则波中的低频水动力特性。 利用水池中 浮式系 统模型 试验给出系统在设计波中 的运动及系泊力变化的结果。 上述试验也可用于验证理论计算。 环境条件模拟 J月勺。亡J舟卜，了 本车性今车4.5 5 . 1 水深模拟 对于张力式系泊系统， 在试验全过程中， 必须严格保持按几何相似原则确定的

4、水深; 水位变化时， 应 保证相似的试验水深。对于此类平台水深误差应小于浮式系统吃水的士2 0 o ， 松弛系泊系统该项指标可 适当放宽 。 5 . 2 风流模拟 中国船舶工业总公司 1 9 9 2 一 0 7 一 0 4 批准1 9 9 3 - 0 2 一 0 1 实施 Ca/ T 3471 一 92 风流模拟可根据付汝德相似准则， 模型所在范围内的平均风速允许误差应小于士1 5 %， 平均表面流 速允许误差小于士1 0 %. 流速垂向分布按试验委托任务书的要求而定， 如无具体要求， 在模型吃水范围内， 其流速可视为常 数或随水深呈指数衰减。 造风、 造流角度误差不大于 4 0 , 风、 流

5、也可以采用等价的力模拟。 5 . 3 规则波模拟 波频响应试验以连续 1 0 个以上稳定波形的试验结果为准; 规则波中低频水动力试验， 其规则波个 数不受上述限制。 5 . 4 不规则波模拟 在风、 浪、 流联合作用下的试验， 以联合作用下的实测波浪谱作为目标谱; 也允许用单独波浪实测谱 作为目标谱。 在已知实测谱的情况下， 应以实测谱为目标谱; 如不具备实测海浪谱资料， 则应采用I T T C双参数 谱( 或其他谱) 作为目标谱， 水池测量到的谱形与峰值应尽量与目标谱一致， 在此基础上所获得的波高有 义值及特征周期与目标值间的误差应不大于士5 %. 在制造不规则波时， 针对具体系统应尽量考虑

6、制造可导致出现低频运动极值的不规则波。 对于系泊结构物， 其试验时间相当实际系统在不规则波中2 -3 h ， 以确保对其长周期运动及受力分 析的可靠性 。 供试模型的准备 6 . 1 模型几何相似 应采用正态模型， 缩尺一般不应小于 1 : 8 0 ， 可选用木质、 金属、 有机玻璃、 玻璃钢等材料制作， 模型 卞尺度制造误差应小于士。 . 5 %， 表面力求光洁， 在水中不渗水、 不变形。 在环境条件中有风力作用时， 上层建筑的受风面积应作到几何相似， 上层建筑的位置、 形状尽可能 与实体相一致。 6 . 2 模型动力相似 应按动力相似准则模拟 ， 即除几何相似外， 应满足重量相似( 或重量

7、分布相似) ， 重心高度相似， 重心 高度的误差应小于士2 肠， 自摇周期、 排水量的误差应小于士1 %0 6 . 3 系泊系统模拟 除满足系泊缆索长度相似外， 首先应尽量满足恢复力一 位移相似， 并尽量满足单位长度的重量及重 量分布相似， 对具有特殊要求的模型， 试验还必须考虑缆索外形尺度几何相似等。 系泊缆索长度误差及预张力误差均应小于士3 %， 抗拉刚度的误差应小于士5 %. 对试验设 备及仪 表的要求 7 . 1 所有参试仪表均应校验并在使用的有效期内。 测试前测试仪表与放大器等均需按规定进行预热。 浪高仪的仪表误差不大于士2 %, 流速仪和风速仪的自身的测量误差不大于士3 %. 适航

8、仪对三自由度其误差应不大于士1 . 0 %; 对六 自由度其误差应不大于士1 . 5 %o 加速度传感器和压力传感器应经校验， 其自振频率应大于被测对象最高频率的5 倍以上。 了 . 2 用适肮仪测量运动时， 一般适航仪的转动中心应置于浮式系统重心处， 对特殊要求的试验， 其转动 中心也可置于其他部位， 在惯量校验时， 须考虑适航仪升沉杆的重量。 7 . 3 对无航速的 浮式平台 模型 试验， 一般浪高仪应放置在距浮 体模型中心1 . 5 倍以上模型长度的位置 处; 对于单点系泊系统不受此项规定限制， 浪高仪位置可根据具体情况确定。 c s / T 3 4 7 1 一 9 2 对有航速的浮式系

9、统模型试验， 波浪可采用随浮体等速前进的随车测试方式， 浪高仪应安置在因浮 体运动而影响波浪参数较小的位置处 7 . 4 拖车( 或自航模) 平均速度误差不大于。 . 0 3 m/ s , 了 . 5 水下测力器件应确保在试验所需的时间范围内要求水密、 绝缘， 以保证试验数据的可靠。 8 模型试验及其结果分析 8飞 模型试验 8 . 1 . ， 有航速试验 ， 每班第一次开车， 应以低速( 0 . 4 - 0 . 8 m/ s ) 行驶一次， 以检查系统的工作。 8 . 2 规则波试验时， 须待水面相对平静后， 再进行下一次造波， 其间隔时间应大于5 m i n , 8 . 3 试验结果的处理

10、 8 . 3 . 1 规则波试验时， 若水池波形稳定( 符合前述要求) ， 可以一次性试验结果为准， 不必重复; , T - . 规 则波形不稳定或由于水池尺度小反射波影响 较大的试 验， 可采用多次试验取其平 均值; 也可借助A 波分 析的方法进行波频响应分析。 8 . 3 . 2 不规则波试验( 特别是生存海况下的不规则波试验) 应尽量采用时域统计分析方法处r其系统 运动及系泊力的极值。 8 . 3 . 3 不规则波中的试验结果也可以采用谱分析方法， 在进行谱分析时， 不规则波试验数T o s借助磁 带机记录， 或直接由 计算机采样， 在数据处理时采 样时距首先应满足采样定 律， 如 仅处

11、理长周 期运动及 慢变力， 采样时距应小于最小慢变周期的2 / 2 。 此外， 在不规则波的数据分析中应采用窗:l 3 数修正方法。 8 . 3 - 4 通过谱分析求取统计值时， 必须进行谱宽系数 : 修正， 同时给出运动或外力的诸统计平均值( 平 均值及有义 值， 1 / 1 0 最大值的平均值) ， 其中 以有义值为 主要统计特征 值。 8 . 3 . 5 在需要进行滤波时， 应采用滤波器或数字滤波方法以尽量减小相移为准则。 9结果表达 9 . ， 试验报告中的结果均以实体参数给出， 其横坐标可以用实际波长、 波浪周期( 或频率) 或其无因次 值表示; 其纵坐标用无因次或实际有因次量给出( 如波谱、 力谱运动谱) 。 9 . 2 不规则波试验的谱分析结果打印时应包括海浪、 运动、 力等统计平均值( 平均值、 有义值、 1 / 1 0 最 大值的平均值) 以 及谱宽度系数: ， 平均周期T 、 谱峰 周期T , 等数据。 9 . 3 采用时域分析时应给出浮式系统在不规则波中系统运动及系泊力的极值及其幅值概率分布。 附加说明: 本标准由船舶理论与试验归口组提出。 本标准由中国船舶工业总公司第七研究院 7 0 2 所归口。 本标准由7 0 2所负责起草。 本标准起草人戚心源。