[科普中国]-风、浪、流试验水池

简介

风浪流试验水池又称海洋环境模拟水池。能同时模拟风、浪、潮流对海上结构物影响的试验水池。一般呈方形或宽度较大的长方形。池体一侧或相邻两侧安装造波机，能产生模拟海浪的不规则波。其它池坝侧安装消波器。池体两端与池外的循环水槽相联，由轴流泵使池内水流动，以模拟各种速度的潮流。池边支架上有造风装置，能模拟各种海风。池体上面架有拖车，车上安装各种测试仪表，并能以一定速度、一定方向拖动试验对象。这种水池常用于模拟大陆架的海况，故还有水深调节机构。相应的造波机、消波器、测量平台等也都有调节装置，以适应水深的变化。试验中各测试要素均由专用仪器测量记录，供分析用。2

结构原理在试验区域安置由电机驱动的风机组，生成定常风或不规则风，模拟海洋风谱。大功率轴流水泵驱动池中的水以模拟潮流；根据需要，可由潜水泵生成局部潮流。水池设有XY拖车，可拖曳模型作不同方向的运动，拖车还可用作测量仪器、数据采集、摄像、录像和观察分析的工作平台。风浪流水池还设有可升降的池底，以模拟不同的海洋底深。1

水池试验及风浪流水池试验水池试验是海洋试验技术中最常用，也是最重要的试验技术。顾名思义，水池试验就是在各种实验水池中开展的试验研究。实验室里拥有某种类型的水池．是一个海洋技术研究机构的基本特征。水池的最重要技术指标，就是其几何尺寸-水池的长、宽、高。水池根据其水深不同，往往分成浅水水池和深水水池。一般来讲，水深大于8 m的水池被称为深水水池。浅水水池的水深通常仅在1～1.5 m。长宽尺寸如相差得比较大，则形成所谓的水槽。

根据不同的试验需要，在水池之外添加各种设备。就可形成各种不同功能的水池，如造波水池、拖曳水池、风浪流试验水池等。

①所谓造波水池，就是通过配置造波设备，在水池内能同时模拟或部分模拟水面的波浪进行模型试验的水池。通常造波水池还需要安装消波器，以保证造波质量。

②在水池上面加上拖曳装置，通常就可形成拖曳水池。拖曳水池可用于船舶性能的试验研究，包括水面船舶与水下运载器。

③风浪流试验水池由于增加了一些条件，如水面的造风等，其功能更为全面。

还有一些非常特殊的水池，如在芬兰的Alto大学就建有冰水池。冬天只要打开房顶，就可自然形成冰水池，而夏天则只能依靠强大的冷却系统，来实现冰水池。冰水池对于北欧这些国家非常重要，可以用来研究海洋结构或海洋装备在结冰海面的工作性能。3

实际应用抗风浪试验抗风浪试验在规定的海况和气象条件下，为考核对舰船及其设备工作性能而进行的实验。也可在风浪流试验水池进行模型试验或采用计算机仿真方法研究舰船或设备的抗风浪性能。2

抗风试验抗风试验为检测或考核舰船及其设备在风环境下的性能或结构强度而进行的试验。试验可用实物在真实风环境下进行，也可在风浪流试验池或风洞进行模型试验。近年来已开始采用仿真方法研究舰船和设备抗风性能。2

中国第一座“风浪流”模拟水池1986年中国第一座可以模拟风、浪、流海洋环境的试验水池在上海708研究所建成。708研究所建造的“风浪流”水池是列入国家“六五”期间机械电子工业首批重点改造的项目。水池尺度为长28 m、宽12 m、深2 m。备有造风、造波、造流三套设备，可以同时造出风、浪、流，模拟实际海洋环境。为船舶及海洋工程结构物确定其在海洋环境条件下的运动势态及受力情况提供试验条件。曾为美IMODCO公司委托的悬链锚泊铰接式覆柱系泊油船系统、中国渤海油田多点锚泊系统、香港大学的多点锚泊双体平台，新加坡多点锚泊平台提供模型试验。4