[發明專利]一種三體船主片體間精細流場的測量系統

有效

• 申請號: 201710599191.1
• 申請日: 2017-07-21
• 公開（公告）號: CN107631857B
• 公開（公告）日: 2020-04-07
• 發明（設計）人: 王戀舟;郭春雨;徐佩;張佐天;宋妙妍;張東汗;龔杰
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: G01M10/00
• 分類號: G01M10/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明為一種獲取三體船主片體間精細流場的測量系統，包括空管連接件、三體船模型、連接板、四自由度適航儀、導向裝置、側橋、水下PIV流場測量系統3、示蹤粒子播撒裝置、數據采集分析系統。步驟如下：按照三體船片體的型線圖，加工一個透明片體1；再對主體2和另一個片體進行加工；搭接三體船模型；測量三體船模型重量，計算三體船模型所需壓載；水下PIV流場測量系統3采取非標準型標定，建立逆向扭曲空間坐標系，通過光學計算得出相應點的坐標位置，修改空間對應關系在水下PIV流場測量系統3中顯示并計算實際流場。本發明結構簡單，可操作性強，測量精度高，為獲取多體船主體與片體之間、片體與片體之間流場的模型實驗方案提供了新的思路。

技術領域

本發明屬于艦船水動力性能領域，具體涉及一種三體船主片體間精細流場的測量系統。

背景技術

船舶與海洋工程流體力學基礎問題已經由傳統的力與力矩的宏觀獲得轉變為對精細流場的測量，人們試圖找出改變物體運動的最根本屬性，希望獲得流體的流動細節，完整繞流場的獲得對于多體船的研究更是有著重要的意義。ITTC組織自第25屆開始專門成立了精細流場測量研究組，組織世界各國致力于流體力學基礎研究的專家、學者開展對此類問題的深入研究。然而，長期以來，三體船主片體間精細流場的測量由于受到三體船特殊結構、片體全透明材料技術、流體測量技術等因素的制約，很難準確的獲取三體船主片體間精細流場的信息。

目前應用PIV設備采用常規測量方法，無法獲得三體船主體與片體之間的精細流場，只能獲得單片體周圍以及尾部流場的信息，采用本發明可以簡單高效的對三體船主體與片體之間的精細流場進行測量，本發明為獲取三體船完整繞流場的測量方法提供了新的思路。

發明內容

針對現有的三體船存在的上述問題，本發明旨在提供一種結構簡單、測量精度高、可操作性強、可以十分方便的獲取三體船主體與片體之間各個位置的流場信息、為多體船水動力性能研究以及設計與開發提供重要資料的三體船主片體間精細流場的測量系統。

本發明的目的是這樣實現的：

本發明為一種三體船主片體間精細流場的測量系統，包括空管連接件、三體船模型、連接板、四自由度適航儀、導向裝置、側橋、水下PIV流場測量系統3、示蹤粒子播撒裝置、數據采集分析系統，其特征在于：所述的三體船模型包括主體2與兩個片體，空管連接件將三體船的主體2與兩個片體搭接成三體船模型，連接板固定于主體2中部船底板上，四自由度適航儀通過連接板與三體船模型連接；導向裝置由導向桿與導向片組成，側橋上有導軌，水下PIV流場測量系統3安裝在側橋的導軌上。

所述的片體按照三體船片體的型線圖，選用聚碳酸酯材料，加工成透明片體1。

所述的空管連接件采用鋁合金材料制成；空管連接件的兩端對稱且等間距的布置有連接點，可改變片體與主體2間的橫向距離。

所述的連接板采用不銹鋼材料制成。

所述的四自由度適航儀放開三體船模型的深沉與縱蕩兩個自由度，模擬船舶航行時的真實運動情況。

所述的導向裝置保證三體船模型航向不變。

所述的側橋可橫向移動，水下PIV流場測量系統3可在導軌上縱向移動并隨側橋橫向移動，測量三體船不同縱向位置，獲得主體2與片體之間各個位置的流場信息。

所述的示蹤粒子播撒裝置用于向水中播撒PIV示蹤粒子。

所述的數據采集分析系統通過對多幅雙幀照片進行去噪、矢量生成、去除矢量誤配，合成測量區域流場。

所述的一種獲取三體船主片體間精細流場的測量系統包括下列步驟：

(1).按照三體船片體的型線圖，選用聚碳酸酯材料，加工成透明片體1；