[發明專利]波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置及測量方法

有效

• 申請號: 201711078267.2
• 申請日: 2017-11-06
• 公開（公告）號: CN107891946B
• 公開（公告）日: 2019-06-14
• 發明（設計）人: 駱婉珍;郭春雨;吳鐵成;趙大剛;佘文軒
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工程大學
• 主分類號: B63B9/00
• 分類號: B63B9/00;G01M10/00;G01P5/20
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置，其特征在于：包括PIV數據采集與信號調整電腦、激光傳感器、PIV測量系統、激光信號接收與信號觸發標志板、信號同步器、船模運動升沉桿和縱搖角度軸編碼器，所述縱搖角度軸編碼器設置在船模上，所述船模運動升沉桿設置在縱搖角度軸編碼器上方，所述激光信號接收與信號觸發標志板設置在船模運動升沉桿上，激光信號接收與信號觸發標志板是黑色背景板，且黑色背景板上設置有至少三行的銀色標記線，所述PIV測量系統包括PIV激光器和兩個相機，當激光傳感器發射的激光光信號經過銀色標記線時形成信號觸發通路，觸發信號被發送給同步器，同步器接收到受縱搖運動與升沉運動發出的信號并觸發PIV流場測量系統，PIV測量系統的PIV激光器和兩個相機開始工作并采集圖片。

2.波浪中船舶尾流場PIV測量的觸發信號受船舶運動自觸發裝置的測量方法，其特征在于：包括權利要求1的裝置，具體包括四個階段：

一.試驗準備階段

(a)根據試驗波浪工況的波高確定標志板上銀色標記線的間距和縱搖角度軸編碼器的特征角度；

(b)根據所要測量船舶截面的位置來確定船模運動升沉桿的安裝位置，安裝時保證船模運動升沉桿與水平面垂直；

(c)將激光傳感器、PIV數據采集與信號調整電腦、角度軸編碼器分別和同步器連接，使銀色標記線處于波峰、波谷與激光傳感器構成回路并產生信號

二.試驗調試階段

(a)拖車停靠在水池中段位置，進行無航速條件下測量系統調試；

(b)拖車鳴笛發車造波指示信號，造波室試驗員進行相應波浪工況造波；

(c)波浪傳遞至船模位置與模型發生相互作用，船舶發生升沉、縱搖運動，并分別進行純升沉運動狀態測量調試、純縱搖運動狀態測量調試以及升沉、縱搖耦合運動調試；

(d)檢查系統回路是否暢通，標志線間距以及縱搖軸編碼器特征角度是否正確；

三.試驗階段

(a)純升沉條件下試驗：造波機制造波浪，待測的船模由拖車以固定航速拖帶航行，波浪與船模相互作用產生純升沉運動，升沉運動使銀色標志線與激光傳感器構成回路并將激發信號發射到同步器，同步器進行信號處理并發射信號同步給PIV測量系統的PIV激光器與兩個相機，PIV激光器發射激光片光且同時由兩個相機對船模的待測區域的圖相進行拍攝，記錄波浪中待測船模此刻位置時的PIV數據；

(b)純縱搖條件下試驗：造波機制造的波浪與待測船模相互作用產生純縱搖運動，縱搖運動達到特征角度激發縱搖運動信號經縱搖角度軸編碼器發射信號到同步器，同步器進行信號處理并發射信號同步給PIV測量系統的PIV激光器與兩個相機，PIV激光器發射激光片光且同時由兩個相機對船模的待測區域的圖相進行拍攝，記錄波浪中待測船模此刻位置時的PIV數據；

(c)升沉、縱搖耦合條件試驗：造波機制造的波浪與待測船模相互作用產生縱搖和升沉運動，縱搖運動達到特征角度激發縱搖運動信號經縱搖角度軸編碼器發射信號到同步器，升沉運動使銀色標志線與激光傳感器構成回路激發信號發射到同步器，同步器進行耦合信號處理并發射共同滿足信號同步給PIV測量系統的激光器和兩個相機，PIV激光器發射激光片光且同時由兩個相機對船模的待測區域的圖相進行拍攝，記錄波浪中待測船模此刻位置時的PIV數據；

四.試驗數據處理階段

(a)分別進行純升沉、純縱搖以及升沉、縱搖耦合運動下PIV流場數據處理，并與相應測量工況下波浪峰谷值與波浪相位等進行位置對應，形成波浪條件下船舶尾流場瞬態、項平均、時間平均等流場以供進一步船舶與推進器設計與優化應用。