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申请/专利权人：国核电力规划设计研究院有限公司

摘要：本申请公开了一种海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置及监测方法。其中，该装置包括：玻璃水槽和钢制框架；造波板；控制装置；反射波吸收装置；波高仪和波要素信号接收装置；应变片和信号采集器。通过本申请的技术方案，可以实现对海底悬空电缆波浪致振荡的监测试验，从而避免海底悬空电缆工程中因设计不当引发的工程事故，对海底悬空电缆的设计及应用具有指导意义。

主权项：1.一种海底悬空电缆波浪致振荡监测试验装置，其特征在于，包括：玻璃水槽和钢制框架，所述玻璃水槽布设在试验室平地上，所述钢制框架位于所述玻璃水槽内且埋设于所述试验室平地上，所述玻璃水槽内壁表面及与所述钢制框架的接触面设有防水材料；造波板，所述造波板搭载于所述玻璃水槽的前端；控制装置，所述控制装置与所述造波板连接，用于按照波要素参量控制所述造波板在所述玻璃水槽内进行造波；反射波吸收装置，所述反射波吸收装置设在所述玻璃水槽的后端，用于对所述玻璃水槽的后端波浪进行消波处理；波高仪和波要素信号接收装置，所述波高仪架设在所述玻璃水槽的试验段处，所述波高仪与所述波要素信号接收装置连接，用于测量波浪经过所述试验段期间波浪随时间的变化过程；应变片和信号采集器，所述应变片设于试验用海缆模型的中心部位，所述应变片通过双惠斯通电桥与所述信号采集器连接，所述应变片和信号采集器用于测量所述试验用海缆模型在波浪的作用下发生的应变信息数据，其中，根据实际海底悬空电缆工程中包括的工程所在海域水深、电缆物理特性参量，选定合理的试验比尺；利用相似理论，将海底悬空电缆工程所在海域水动力物理原型参数及海底悬空电缆的各个物理原型参数换算为试验用参数，根据选定的试验比尺，制作试验用海缆模型；处理装置，用于获取所述波要素信号接收装置记录的不同部位波要素信息数据，并获取所述信号采集器记录的所述试验用海缆模型中段应变信息数据，并根据所述不同部位波要素信息数据和所述试验用海缆模型中段应变信息数据，确定所述试验用海缆模型波致振荡频率与影响因素之间的数学关系式；其中，提取波要素信号接收装置记录的不同位置波要素信息数据，以及应变信号接收器记录的海缆中段应变信息数据，对应变信息数据进行傅里叶分析，提取1～2阶的主要频率，获得波浪作用下对应海底悬空电缆特征的海底悬空电缆波致振荡频率分析结果；以无量纲化的海底悬空电缆状态特征及无量纲化的波要素特征作为自变量坐标，其中，所述海底悬空电缆状态特征，包括：海缆悬空高度、海缆悬跨长度、海缆物理参数；以海底悬空电缆振动频率作为因变量坐标，绘制多轴点据图，并采用下式进行曲线拟合， 其中，l为海底悬空电缆悬跨长度，D为海底悬空电缆外径，e为海底悬空电缆悬空高度，Hw为入射波的波高，d为水槽中水深，Tw为入射波周期，α、β、γ、δ、ε为系统预设系数，得到海底悬空电缆波浪致振荡频率与影响因素之间的关系。

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